Wat als elektrische apparaten met elkaar kunnen praten? Dan leert uw wekker van de agenda in uw smartphone dat u een vroege werkvergadering hebt en dus een kwartier vroeger uit bed moet. Zeker als ook de gps meldt dat er door de regen langere files staan. Welkom in de wereld van het internet der dingen.
We staan aan de vooravond van een stille revolutie, zegt professor Danny Hughes van de KU Leuven. Hij leidt een team specialisten dat werkt aan de ontwikkeling van het internet der dingen. Wereldwijd zijn honderden zulke teams actief, want er staat veel op het spel. De komende jaren zullen miljarden apparaten wereldwijd met elkaar worden verbonden via het internet.
De cijfers zijn hallucinant. Volgens het adviesbureau McKinsey zijn nu al 35 miljard apparaten aan het internet gekoppeld. Tegen 2020 zijn er dat wellicht 80 miljard. De Amerikaanse netwerkspecialist Cisco gaat er zelfs van uit dat tot 1500 miljard toestellen met het internet verbonden kunnen worden. Ongeveer 200 per persoon dus.
Haast ieder ‘apparaat’ kun je aansluiten op het internet: een koelkast, tv-toestel, lamp of deur, maar ook uw auto, fiets, bed en zelfs de pyjama die u draagt. Die zullen bovendien onderling kunnen communiceren. De computer zal niet verdwijnen, maar opgaan in al die dingen rondom ons. In elke lamp en elk stopcontact zal een microprocessor zitten.
Ook de planten en gewassen moeten volgen. Nu al bestuderen Italiaanse onderzoekers de mogelijkheid om planten als sensoren te gebruiken. Dat netwerk kan worden ingezet voor landbouw en milieucontroles.
23.55 uur: Sensoren in het bed en de pyjama van Piet detecteren zijn slaappatroon. Ze voorkomen dat hij gewekt wordt tijdens zijn diepe slaap. Ze kunnen wel nog geen nachtmerries voorkomen. Mogelijk wel het vervelende gesnurk waarover zijn vrouw Ann klaagt.
7.10 uur. De wekkerradio weet via de agenda in Piets smartphone dat hij een belangrijke meeting heeft om 9.15 uur, maar ook dat door het slechte weer de files langer zijn dan gewoonlijk. Daarom gaat de wekker een kwartiertje vroeger af, zodat Piet zonder stress tijdig op zijn werk zal arriveren. De wekker activeert het koffieapparaat.
7.20 uur: Piet gaat naar het toilet. Een chemische analyse van zijn urine leert of er medische actie nodig is, bijvoorbeeld omdat hij gisterenavond een glas rode wijn te veel gedronken heeft.
7.25 uur: De slimme elektrische tandenborstel telt hoe vaak de borstel over elke tand schuurt en vertelt hoe u uw tanden nog efficiënter kunt poetsen. De borstel stuurt een grafiek door naar uw laptop.
8 uur: Tim (11) vertrekt naar school op zijn fiets. Sensoren in het voorwiel hebben de patronen van alle auto’s in de wijk geanalyseerd en de veiligste route berekend. Piet kan de route van zijn zoon ‘live’ op het scherm in de auto volgen. Sinds de wijkbewoners dit systeem kennen, hebben meerdere ouders besloten de auto niet langer te gebruiken voor die korte afstand tot aan de schoolpoort.
Het huis van Piet is samen met 25 andere woningen aangesloten op een smart grid, een slim energienet. De huizen wekken hun eigen stroom op en kunnen die afhankelijk van vraag en aanbod aan elkaar leveren of aan anderen.
Doorbraak
De term ‘internet der dingen’ werd al in 1999 bedacht door de Britse ingenieur Kevin Ashton, maar de sensoren, chips en batterijen die daarvoor nodig zijn, werden de voorbije maanden in snel tempo kleiner, goedkoper en duurzamer. Vandaar de nabije doorbraak.
Danny Hughes toont in zijn Leuvens laboratorium een apparaatje dat nodig is om toestellen met elkaar te laten communiceren. Het meet nog twee bij drie centimeter, maar dat komt vooral omdat het is uitgerust met klassieke batterijen. ‘Vroeger zou dit ding enkele honderden euro’s gekost hebben, nu slechts enkele euro’s. Men is technisch bovendien in staat om het te verkleinen tot de grootte van een eurocent en met batterijen die een levensduur hebben van tien jaar. Daarmee kom je al een heel eind.’ Een concreet voorbeeld: de KU Leuven werkt samen met andere universiteiten aan een experiment waarbij de vuilnisbakken in het Gentse Muinkpark zijn uitgerust met een sensor die een signaal uitzendt zodra de container vol is. De sensor registreert ook wanneer de container is geopend, of er vandalen aan het werk zijn geweest enz.
10 uur: Tim is inmiddels al een tijd op school. De leraar kan op zijn iPad zien welke leerlingen de les vermenigvuldigen tot twee cijfers achter de komma nog niet goed begrepen hebben. Hij stuurt hen extra oefeningen. De informatie die hij op het elektronische schoolbord toont, wordt meteen verstuurd naar de iPads van de leerlingen.
10.15 uur: De schoonmaakrobot van Piet schiet in actie en stofzuigt het huis. Hetzelfde apparaat kan ook de keuken dweilen. Ondertussen heeft de ijskast een lijst van ingrediënten naar de smartphone van Piet gestuurd. De ijskast weet voor welke producten de gezinsleden allergisch zijn en kan een lijst met recepten voorstellen of een boodschappenlijst maken voor een smakelijke pasta. De ijskast communiceert ook met die van de buren. Dat maakt het mogelijk om gezamenlijke boodschappen te doen waardoor tijd en energie worden uitgespaard.
Smartphone en thermostaat
Een van de belangrijkste drempels voor de grote doorbraak van het internet der dingen is de fragmentering van de technologie. Nu al kun je rolluiken koppelen aan lichtsensoren waardoor ze in de zomer vroeger omhoog en ’s avonds later omlaag gaan en kun je het gras laten maaien door een robot. Om het overzicht te bewaren, is het noodzakelijk dat de bediening van die apparaten niet alleen veel simpeler wordt, maar ook dat ze onderling met elkaar kunnen communiceren.
In Leuven toont Danny Hughes hoe dat kan. Hij zet een autootje van tien bij twintig centimeter op tafel, een soort lego voor gevorderden. Het is uitgerust met spraaktechnologie en op het commando ‘vooruit’ schiet het in actie. Een collega van Hughes installeert vanaf zijn laptop een nieuwe taalmodule op het autootje waardoor het een fractie later enkel reageert op ‘en avant’.
In de hoek van een kamer staat een grotere robot met een grijparm, ongeveer een meter hoog. Het is een commerciële robot van de fabrikant Kuka. ‘Die is niet uitgerust met spraaktechnologie en heeft geen microfoon. De robot reageert dus niet op gesproken bevelen. Tot het eerste auto- tje vlakbij de Kuka wordt gezet en jawel, de robot beweegt vooruit zodra dat commando is uitgesproken: de twee robots communiceren met elkaar en werken samen.
Volgens deskundigen komen twee huishoudelijke apparaten in aanmerking om de coördinerende rol tussen de verschillende toestellen te spelen: de smartphone en de thermostaat. Op het eerste gezicht zijn dat twee heel uiteenlopende toestellen, maar ze hebben wel enkele belangrijke eigenschappen gemeen: bijna iedereen heeft er een in huis en ze kunnen makkelijk gebruikt worden als een soort hub of draadloze sensorknoop.
Dat verklaart meteen waarom internetmogul Google enkele maanden geleden een astronomisch bedrag betaalde om Nest, een Amerikaanse fabrikant van slimme thermostaten, over te nemen. Via die slimme thermostaten dringt Google wereldwijd binnen in het huiselijke leven van miljoenen consumenten.
15.30 uur: Ann, de mama van Tim, gaat boodschappen doen. Ze heeft een kooplijst ontvangen op haar smartphone. In het warenhuis scant ze een doos pasta. Haar smartphone leert dat die pasta elders net iets goedkoper is. Op hetzelfde ogenblik leert de eigenaar van de winkel via wifi welke klanten aanwezig zijn en welke hun voorkeursproducten zijn. Hij kan de prijzen meteen aanpassen.
Elektronicaketen MediaMarkt experimenteert daar al mee. Zo kan het gebeuren dat een klant voor zijn Nespressotoestel aan de kassa minder hoeft te betalen dan wat op het rek stond aangegeven. Op die manier verzamelen de traditionele ketens in de winkelstraat zo veel data over hun klanten dat ze op den duur in staat zullen zijn om te concurreren met de webwinkels.
16.15 uur: Ann past in een boetiek een jurk. Ze twijfelt. De spiegel in het pashokje neemt een foto die Ann via haar Facebookaccount naar Piet stuurt. ‘Schat, wat denk je?’ Er wordt ook al geëxperimenteerd met spiegels in winkels die klanten virtueel kleren laten passen. Een chip in haar tas wordt herkend aan de kassa. Ze hoeft niet te betalen. Het geld gaat automatisch van haar rekening.
16.35 uur: Ann fietst naar huis. In haar voorwiel zitten sensoren. Die waarschuwen haar wanneer een bus te dichtbij komt of een achterliggende auto te snel optrekt. Op haar stuur staat een gps die de beste en veiligste routes berekent. De gps weet op welk kruispunt de meeste fietsongevallen gebeuren. Haar fiets, die in contact staat met een databank, meet ook de hoeveelheid fijnstof in de lucht, de lawaaihinder en stuurt die door naar een centraal meldpunt.
17.15 uur: Piet ontdekt dat de files uitdijen en besluit eerst naar de fitness te gaan alvorens naar huis te pendelen. Zijn bloeddruk is trouwens te hoog en zijn digitale personal trainer stelt een aangepast programma voor. Ann wordt automatisch op de hoogte gebracht wanneer Piet thuis zal zijn.
E-health
De Spaanse collega van Sam Michiels lacht met het voorbeeld van de hoge bloeddruk. Op zijn borst plakt een toestelletje dat onder meer zijn hartslag meet. Enkele dagen geleden schreef hij enkele algoritmen waardoor die gegevens automatisch op zijn Twitteraccount komen.
Al jaren gebeurt heel wat onderzoek naar deze zogenaamde e-health. Dat kan zeer nuttig zijn in dunbevolkte gebieden met weinig ziekenhuizen of dokters. Daar lopen patiënten met apparaatjes rond die permanent hartslag, bloeddruk en dergelijke monitoren. Ze signaleren wanneer ze hun medicijnen moeten innemen en kunnen de dokter waarschuwen wanneer dat niet correct gebeurt. Het Amerikaanse bedrijf Scanadu verkoopt nu al een mobiel toestel dat op afstand bloed- en urinemetingen kan doen. De gegevens worden naar de dokter van de patiënt gestuurd.
Sensoren kunnen ook aangebracht worden in lepels en vorken. Dat kan helpen in een bejaardentehuis of ziekenhuis om te controleren of de bewoners voldoende eten. Er zijn ook proefprojecten in tehuizen waar de rolstoel automatisch naar de kamer van de patiënt rolt. Op die manier kan het personeel worden ingezet voor belangrijker taken.
Vorige week presenteerde de KU Leuven de iFight Depression. Dat is een onlinetool waarmee patiënten met een depressie zelfstandig aan de slag kunnen. Het kan volgens de onderzoekers helpen in de periode voor de echte start van een psychotherapeutische behandeling.
Spammende ijskasten
Volgens Danny Hughes zal ons leven dankzij het internet der dingen ongetwijfeld veel aangenamer en efficiënter worden geregeld. Cisco heeft bovendien berekend dat het systeem de komende tien jaar de overheden 3400 miljard dollar zou kunnen besparen. In Zuid-Korea slaagde de stad Songdo er bijvoorbeeld in om via een slim centraal beheer van de gebouwen dertig procent te besparen op energieverbruik. Dankzij Smart Parking heeft Nice tot dertig procent minder fileleed in de stadskern, wat op zijn beurt de luchtkwaliteit heeft verhoogd.
Anderzijds veroorzaakt het internet der dingen ook een ware explosie van data over ieder van ons. Een van de grote uitdagingen is om die in een veilig en betrouwbaar systeem onder te brengen. ‘Als Eandis en Telenet én Belgacom op hetzelfde systeem zitten, moet er ook een beveiligingsprotocol worden uitgewerkt om het vertrouwen in het systeem te kunnen garanderen.’
Dat moet tevens voorkomen dat er van die data misbruik wordt gemaakt. Want laat u niets wijsmaken: als uw ijskast aangesloten wordt op een netwerk, wees er dan maar zeker van dat die ijskast ook gehackt kan worden. Fictie? Het Amerikaanse bedrijf Proofpoint ontdekte begin dit jaar dat een netwerk van ruim 100.000 huishoudtoestellen met ingebouwde computers door hackers waren gekaapt om er e-mails mee te versturen. Spammende ijskasten dus.
Vandaar het belang van sterke firewalls en goede virusbescherming rond uw netwerk, net zoals dat nu geldt voor uw computer. Nu al weet de overheid – maar ook Google en Facebook – veel meer over ons privéleven dan de meesten onder ons vermoeden. Het internet der dingen zal onze privacy nog meer in het gedrang brengen, vrezen velen. Professor Hughes denkt dat het probleem oplosbaar is. ‘Veel mensen weten niet wat met hun data gebeurt. Uw gps kan nuttige informatie geven om files te vermijden, maar hij zou ook gebruikt kunnen worden om u te bestraffen bij overdreven snelheid. Het is eveneens mogelijk dat de technologie u alarmeert wanneer uw privacy in gevaar is.’
Sam Michiels: ‘Voor de beveiliging van applicaties en voor de bescherming van onze data hebben we een nieuw transparant systeem nodig. Een systeem waarbij de consument zelf kan beslissen welke data mogen worden verzonden en welke niet of enkel anoniem. Als we daar niet in slagen, dreigt dit internet der dingen te mislukken.’
‘Het is nu al zo moeilijk om één computer goed te beveiligen. In de toekomst staan er in huis niet één maar honderden computers die bovendien nog eens onderling met elkaar communiceren én met duizenden woningen in de om-geving. Dat is niet beheersbaar. Die honderden eilanden moeten tot één eenvoudig transparant geheel worden samengevoegd. Aan de KU Leuven ontwikkelen we op laboratoriumniveau zo’n transparant lokaal platform. Daarop draaien verschillende applicaties met verschillende niveaus van privacybescherming. Een protocol bepaalt telkens welke data wel en niet mogen worden verzonden.’
18.12 u: Piet komt thuis en heeft in de auto ondertussen geleerd dat de tomaten in de tuin perfect rijp zijn voor die lekkere Jamie Oliver-tomatensaus. Sensoren hebben gemerkt dat het gezin voltallig is en de verwarming gaat automatisch hoger, ook in de werkkamer waar Ann nog wat werk heeft. Pas als iedereen is gaan slapen en het elektriciteitsverbruik in de wijk gedaald is, beginnen de wasmachine en de vaatwasser te draaien. In de garage wordt de elektrische auto opgeladen. De mensen slapen, de robots werken door.
DOOR MICHEL VANDERSMISSEN, GRAPHICS: RENÉ VAN ASSELT (ELSEVIER)
Via slimme thermostaten dringt Google wereldwijd binnen in het huiselijke leven van miljoenen consumenten.
Als uw ijskast aangesloten wordt op een netwerk, wees er dan maar zeker van dat die ijskast ook gehackt kan worden.
