Il futuro dell’Internet of Things e dell’Edge Computing può rivoluzionare il modo in cui i processi di produzione sono organizzati e monitorati lungo le catene del valore strategiche. Nell’ambito dei programmi Horizon Europe, alcuni progetti pilota hanno permesso di valutare gli impatti dei sistemi IoT di prossima generazione e l’integrazione di tecnologie avanzate per: 5G e oltre, sicurezza informatica, elaborazione distribuita, Intelligenza Artificiale, Realtà Aumentata e Internet Tattile
di Mario Gargantini
La trasformazione digitale dei sistemi socio-economici e tecnologici avanza a grande velocità: assistiamo a una crescita esponenziale di dispositivi e sistemi connessi e delle capacità di elaborazione e analisi dei dati mentre i dispositivi diventano sempre più intelligenti nella raccolta di dati, nell’elaborazione e nella trasmissione di informazioni e nell’attivazione di azioni in tempo reale. Si delinea come centrale lo scenario dell’Internet of Things (IoT), l’internet delle cose, cioè l’infrastruttura tecnologica che consente di integrare apparecchiature, dati, potenza di calcolo e connettività, creando ambienti intelligenti dove le tecnologie digitali consentono di ottimizzare il modo in cui viviamo, lavoriamo, interagiamo. Entro il 2025 è prevista, secondo le analisi di International Data Corporation, l’implementazione di oltre 41 miliardi di dispositivi IoT e si parla ormai di IoT di prossima generazione (Next Generation Internet of Things, NGIoT). Ciò porterà a una crescita esponenziale dei dati e avrà l’ulteriore conseguenza di spingere le operazioni informatiche e l’analisi dei dati verso l’edge: il “bordo” o la periferia di una rete. L’edge computing, si basa su una tecnologia multilivello che consente la gestione e l’automazione dei dispositivi IoT connessi: l’elaborazione quindi lascia l’area centrale per spostarsi a un punto più vicino (o addirittura all’interno) del dispositivo IoT. È la logica evoluzione del modello dominante di cloud computing, che evita il trasferimento di dati mission-critical nel cloud, supportando resilienza, operazioni in tempo reale, sicurezza, privacy e protezione; allo stesso tempo, riduce il consumo energetico e la nostra impronta di carbonio. La ricerca, l’innovazione e la diffusione della Next Generation IoT avranno quindi bisogno di una forte capacità di calcolo all’edge per sostenere l’autonomia digitale dell’Europa nei futuri sistemi ICT. Ciò sarà raggiunto creando un continuum informatico – dagli sciami di dispositivi remoti fino al cloud – e prevede la creazione di piattaforme intelligenti guidate dai principali attori europei. In questa prospettiva è stata varata la strategia IoT europea che negli ultimi tre anni, nell’ambito dei Programmi Horizon Europe, si è sviluppata attraverso incontri, analisi, forum e progetti pilota; i progetti hanno ricercato e sviluppato soluzioni che integrano le tecnologie IoT per sfruttare la forza e la leadership tecnologica europea nel contesto di una prossima generazione di dispositivi e sistemi IoT, concentrandosi su argomenti avanzati come: oltre il 5G, sicurezza informatica, elaborazione distribuita, Intelligenza Artificiale (AI), Realtà Aumentata e Internet tattile. Il percorso è stato condensato in alcuni White Paper che, oltre a darci una visione della attuale situazione, possono aiutare a disegnare il tragitto futuro.
Misurare gli impatti
Un primo risultato delle sperimentazioni sul campo e delle relative indagini e approfondimenti da parter degli esperi del consorzio EU-IoT, è stata la valutazione dell’impatto complessivo ottenuto dall’implementazione di Next Generation IoT; tale valutazione considera sia una componente qualitativa che una quantitativa. L’analisi qualitativa si è concentrata sui contributi delle Research and Innovation Action (RIA) relativamente agli obiettivi di sviluppo sostenibile e sui contributi rivolti alle aree di applicazione della strategia UE-IoT, affrontando l’impatto sui sei cluster che compongono il secondo pilastro di Horizon Europe – “Sfide globali e competitività industriale europea” – e cioè: salute; cultura, creatività e società inclusiva; sicurezza civile; digitale, industria e spazio; clima energia e mobilità; bioeconomia alimentare, risorse naturali, agricoltura e impatto ambientale. I risultati attesi dei progetti in termini di tecnologia, formazione professionale, utilizzo aziendale, standard e risorse politiche sono stati valutati anche rispetto alle aree principali di EU-IoT:
– le interfacce uomo/IoT, riferite ad argomenti quali l’intelligenza, le interfacce digitali (ad esempio, la Realtà Virtuale), il rilevamento digitale (ad esempio, Internet tattile) e la robotica;
– il Far Edge, con riferimento a temi quali l’intelligenza all’estremità più lontana, il miglioramento dell’elaborazione (ad esempio, dispositivi a basso consumo) e la consapevolezza del contesto;
– il Near Edge, riferito ad argomenti come l’intelligenza ai confini più vicini e il miglioramento dell’elaborazione (ad esempio, virtualizzazione e gemelli digitali);
– l’infrastruttura, con riferimento ad argomenti come il miglioramento dell’elaborazione (ad esempio, la virtualizzazione della rete) e le reti intelligenti (ad esempio, il TSN e il 5G);
– i data space, con riferimento a temi quali gli spazi dati efficienti e sicuri (ad esempio, modelli plug & play per applicazioni autonome) e la gestione degli stessi (ad esempio, la governance dei dati).
Nel complesso tutti i progetti esaminati hanno prodotto contributi rilevanti nelle sei categorie di impatto. Tutti i progetti si aspettano contributi molto rilevanti per la categoria di impatto “Digitale, industria e spazio” per quanto riguarda la digitalizzazione e le tecnologie emergenti, nonché per i contributi sulla privacy e sulla sicurezza dei dati. Si trovano contributi significativi anche in termini di “Clima, energia e mobilità”, dove l’IoT contribuisce a una mobilità rispettosa dell’ambiente, nonché alla gestione dell’automazione intelligente; come pure si prospetta la trasformazione degli edifici in strutture intelligenti ottimizzando il consumo e la raccolta di energia anche con tecniche di intelligenza artificiale distribuita. Nella categoria “Salute”, all’IoT si affianca il Machine Learning (ML) per supportare la formazione e la personalizzazione dei trattamenti; e ci sono esempi di utilizzo di smart mirror per l’assistenza agli anziani consentendo il rilevamento di comportamenti anomali in tempo reale. I contributi attesi per l’area “Bioeconomia, agricoltura e ambiente” sono in linea con gli avanzamenti tecnologici in questi ambiti, nella prospettiva dell’agricoltura intelligente; gli esempi dei contributi dell’IoT sono numerosi: basterà citare i progetti per l’analisi dei pollini per l’industria del miele, o l’utilizzo di AI e ML per i sistemi automatizzati di raccolta dei funghi. Sempre stando sulle componenti qualitative dell’analisi di impatto, ci sono contributi relativi anche alla dimensione etica, importanti per identificare i potenziali problemi che possono sorgere dai diversi aspetti come la privacy, la governance dei dati, la trasparenza, la sicurezza ecc. Questa analisi aiuta a valutare gli impatti su un piano più ampio e a sviluppare tecnologie che affrontino le questioni etiche identificate cercando di evitare potenziali danni, garantendo l’equità e contribuendo a promuovere la fiducia. E non manca una valutazione della dimensione cooperativa, che può essere valorizzata e rafforzata. Proprio per questo la EU-IoT ha avviato diverse iniziative per consolidare la cooperazione: eventi come Hackathon, pubblicazioni congiunte, conferenze, oltre a numerosi workshop per presentare progressi e casi d’uso e per favorire le discussioni sulle sfide e sulle soluzioni di interoperabilità.
Passando alla prospettiva quantitativa sugli impatti, l’analisi si basa su una raccolta di indicatori chiave di performance (KPI) di Ricerca e Sviluppo per supportare una valutazione obiettiva dell’impatto scientifico e innovativo e dell’impatto sullo sviluppo delle imprese. Nel complesso, il livello dei contributi alla R&S è elevato, sia in termini di pubblicazioni, sia di organizzazione di eventi scientifici, sia di advanced training; notevole è pure il livello del trasferimento tecnologico e della diffusione delle conoscenze. Sono misurabili quantitativamente anche gli impatti dei progetti IoT sulle organizzazioni di sviluppo degli standard (Standards Development Organizations, SDO). Qui i contributi si suddividono in due categorie: il monitoraggio, dove i progetti partecipano a specifici eventi e discussioni SDO, ma non contribuiscono direttamente allo sviluppo dello standard; i contributi, dove i progetti contribuiscono effettivamente a una SDO tramite white paper, relazioni, presentazioni, dimostrazioni e altro materiale. In effetti si osserva che la maggior parte dei progetti monitora attivamente gli SDO rilevanti come IEEE, IETF, ITU-T. ETSI, ISO, CEN-CENELEC.
Questioni di skill
Un fattore cruciale della strategia EU-IoT, nella prospettiva della NGIoT, è quello della disponibilità di competenze adeguate ovvero della presenza di risorse umane dotate degli skill necessari per fronteggiare la complessità dei progetti IoT e la accelerazione tecnologica che li determina. Un altro White Paper del consorzio EU-IoT affronta la questione attraverso un’indagine i cui risultati consentono di formulare una serie di osservazioni e indicazioni utili per chi intende sviluppare progetti IoT. Le competenze più generali e ampiamente applicabili sono anche le più popolari e cioè quelle ampiamente utilizzate finora nell’ambito dei sistemi e delle applicazioni IoT; questo perché tali competenze consentono ai professionisti di impegnarsi in una vasta gamma di progetti e attività IoT. Le competenze specialistiche sono importanti per segmenti e gruppi specifici di professionisti dell’IoT.. Ad esempio, ci sono competenze che si collocano molto in alto nel settore manifatturiero (ad esempio, i PLC) e competenze che si collocano molto in alto nei settori che gestiscono dati sensibili (ad esempio, l’assistenza sanitaria). Diverse competenze trasversali (ad esempio, l’apprendimento permanente) sono molto importanti: ci sono competenze che sono state valutate oltre il 70% nella scala di importanza del sondaggio (ad esempio, capacità di gestione del tempo, capacità di gestione delle persone). I professionisti IoT di successo non possono permettersi di ignorare le competenze trasversali. L’indagine sugli skill può essere utilizzata come strumento per raggruppare le competenze individuali in profili di competenze: è possibile impostare criteri sulle competenze classificate per associarle ai profili delle competenze. EU-IoT fornisce tre potenti strumenti che facilitano la costruzione di profili di competenze e percorsi di apprendimento:
– anzitutto il quadro delle competenze EU-IoT, che facilita la costruzione di profili di competenze coerenti che comprendono raccolte di corsi ben strutturate e complementari;
– poi l’indagine EU-IoT, che può guidare la specificazione dei profili di competenze soggetti a criteri quali la popolarità complessiva di determinate competenze, oppure la loro rilevanza per settori specifici (ad esempio, l’industria manifatturiera); ma anche la loro complementarità: ad esempio, gli skill relativi all’analisi IoT possono essere utilizzati per formare un profilo delle competenze del data scientist IoT.
– infine il catalogo della formazione EU-IoT, che fornisce un insieme di risorse formative utilizzabili per costruire programmi di formazione che portano alle competenze chiave di un determinato profilo di competenze.
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