Digitalisaatio avaa uusia mahdollisuuksia teollisuudelle, kaupungeille ja yksityisille ihmisille. Keskeisessä asemassa tässä murroksessa ovat IoT-teknologiat (esineiden internet), jotka yhdistävät fyysiset laitteet, anturit ja ohjelmistot tuottamaan, analysoimaan ja hyödyntämään dataa. Aihepiiri liittyy kiinteästi myös TECHBOOST -hankkeeseen.
Mutta miten varmistetaan, että nämä teknologiat ovat kaikkien saavutettavissa? Tähän kysymykseen pyrkii vastaamaan Antti Martikkalan väitöskirja Trends for Low-Cost and Open-Source IoT Solutions Development for Industry 4.0
Miksi low-cost IoT?
Perinteisesti IoT-ratkaisujen kehittäminen on yhdistetty korkeisiin kustannuksiin. Kalliit laitteet ja suljetut ohjelmistot ovat monille organisaatioille este. Väitöskirjassani tarkastelin, kuinka edulliset ja avoimen lähdekoodin työkalut voivat madaltaa tätä kynnystä.
Low-cost IoT ei tarkoita pelkästään halvempia komponentteja, vaan myös joustavampia ja helpommin mukautettavia ratkaisuja, jotka mahdollistavat tehokkaan tiedonkeruun ja analytiikan ilman massiivisia investointeja. Tässä mahdollisuudet ovat merkittäviä etenkin uusien ideoiden testaamisessa ja prototyyppien kehittämisessä.
MOI Hub: Alusta edullisille innovaatioille
Väitöskirjan aihetta jatketaan TECHBOOST -hankkeen kanssa rinnakkaisessa Seinäjoki Multidisciplinary Open IoT Hub (MOI Hub) -projektissa. Seinäjoen alueella toimiva MOI Hub yhdistää tutkimuksen ja käytännön ratkaisuja low-cost IoT-teknologioiden avulla. Projektin tavoitteena on edistää digitalisaatiota alueella ja sen teknologioilla voidaan hyödyntää eri sektoreilla, kuten teollisuudessa, maataloudessa ja kaupunkikehityksessä.
Esimerkkejä MOI Hub -sovelluksista:
- Langaton LoRaWAN-verkko: Avoin verkko mahdollistaa sensoridatan keruun pitkienkin välimatkojen päästä edullisesti.
- Konenäköön perustuvat ratkaisut: Kamerateknologialla voidaan monitoroida esimerkiksi varastoja tai vaikkapa lääkkeiden jakelua.
- Painoantureihin perustuvat järjestelmät: Älykkäät vaa’at tarjoavat ratkaisuja esimerkiksi hyllyjen täyttöasteen seurantaan teollisuudessa tai vaikkapa tippapullojen valvontaan terveydenhuollossa.
Avointen työkalujen merkitys
Väitöskirjan yksi keskeinen havainto on avoimen lähdekoodin ohjelmistojen keskeinen rooli IoT-kehityksessä. Näillä työkaluilla voidaan rakentaa kustannustehokkaasti matalalla kynnyksellä datan keräys- ja analytiikkajärjestelmiä.
Avoimen lähdekoodin hyödyt:
- Saavutettavuus: Työkalut ovat kaikkien käytettävissä, mutta niiden käyttöön tarvitaan perustaidot IoT:sta, ohjelmoinnista, elektroniikasta ja kykyä valita käyttötapaukseen sopivat teknologiat.
- Joustavuus: Ratkaisut voidaan räätälöidä monenlaisiin tarpeisiin eri aloilla.
- Yhteisölähtöisyys: Kehittäjät ympäri maailmaa voivat osallistua työkalujen parantamiseen.
Kohti parempaa saavutettavuutta IoT-kehityksessä aiemmista projekteista
Väitöskirjatutkimukseni osoitti, että melkein kuka tahansa, jolla on riittävät tiedot ohjelmoinnista, datan hallinnasta ja elektroniikasta, voi luoda omia IoT-ratkaisujaan. Tämä mahdollistaa teknologian laajemman leviämisen ja uusien innovaatioiden synnyn.
Väitöskirjalle pohjaa luoneista projektien tuloksista mainittakoon esimerkkinä Kiertodigi projektissa kehitetty älykäs jäteastioiden seuranta, joka tulosten mukaan voi vähentää jätekeräyksen kustannuksia ja hiilidioksidipäästöjä. Tämä pilotti osoitti, kuinka yksinkertaisilla, mutta tehokkailla IoT-ratkaisuilla voidaan tuottaa uutta tietoa. Toisena esimerkkinä materiaalin lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) tutkijoiden tarpeisiin kehitetty avoimeen lähdekoodin ohjelmistoihin perustuva IoT-järjestelmä, joka kerää ja visualisoi dataa laser-wire direct energy deposition -prosessista. Tämä järjestelmä hyödyntää eri ohjelmistoja datavirtojen hallintaan, aikaleimattujen tietojen tallentamiseen ja datan visualisointiin. Ratkaisun tavoitteena on helpottaa datan keruuta ja analysointia valmistusprosessin aikana, mikä on keskeistä teollisuuden kehittämisessä Industry 4.0 -aikakaudella.
Tulevaisuus on saavutettavissa
Jos olet kiinnostunut kehittämään IoT-ratkaisuja tai kokeilemaan uutta ideaa, tutkimukseni tarjoaa asiantuntemusta, alustan ja työkaluja uusien visioiden toteuttamiseen. Yhdessä voimme tehdä IoT-teknologioista paremmin kaikkien saavutettavia.
Dr. Antti Martikkala
Dr. Antti Martikkala
antti.martikkala@tuni.fi
https://www.tuni.fi/fi/tutkimus/seinajoki-multidisciplinary-open-iot-hub-moi