Günümüzde veri iletişimi kullanımı, internet ve mobil iletişim ağlarının hızı ve kapasitesinin artması sonucu yaygınlaştı. Aynı dönemde iletişim çipleri ile birlikte sensör teknolojilerinin de gelişmesi ve günlük hayatta etrafımızda, nerede ise gördüğümüz her aygıt üzerinde bulunmaya başlaması ile birlikte nesnelerin interneti kavramı doğmuştur. İngilizce teknoloji dilinde bu kavram için "Internet of Things (loT)" terimi kullanılmaktadır. Bazı araştırmacılar bu terimin yerine "Her Şeyin İnterneti" anlamına gelen "Internet of Everything (loE)" terimini de kullanmaktadırlar.
Bu kavram açıklanırken sıkça kullanacağımız çip ve sensörlerin ne olduklarını da kısaca hatırlamakta yarar var:
Türkçede çip kelimesi ile mikroçip, yonga ve entegre devre kelimeleri de eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Kelimenin kaynağı İngilizce 'IC – Integrated Circuit' ve 'microchip' kelimeleridir. 'IC–Integrated Circuit' veya Türkçesi tümleşik (birleşik, entegre) devre, yarı iletken malzemeler üzerine, yüksek teknoloji kullanılarak üretilmiş genellikle birden çok işlevi gerçekleştiren üstü kapalı elektronik devrelerdir. Üretilen söz konusu IC'nin dışarıdan bakıldığında nerede ise bir pirinç tanesi boyutunda olmasına rağmen içerisindeki elektronik parçaların, metrenin milyonda biri büyüklükte (micro seviyede) olmasından dolayı Microchip olarak anılmaktadır. Eskiden micro seviye olan söz konusu devreler bugün itibari ile nano (metrenin milyarda biri) seviyelere inmesine rağmen toplu olarak hepsine birlikte halen çip veya mikroçip denmeye devam edilmiştir.
Günümüzde elektrikle çalışan cihazların neredeyse tamamı mikroçip içerir. Kredi kartı ve telefonların sim kartlarında da kişisel bilgileri içeren çipler kullanılıyor. Bu bakımdan çip üretemeyen ülkeler elektronik alanında dışa bağımlıdırlar. Hepimizin yaşamında onlarca pahalı elektronik cihaz var. Eğer çip teknolojiniz yoksa bu ülke ekonomisine ağır bir yük getirir.[1]
Sensörlere Türkçede verilen ad, algılayıcıdır. Sensör ya da algılayıcı, otomatik kontrol sistemlerinin duyu organlarına verilen adıdır. İnsanların çevrelerinde olup bitenleri duyu organlarıyla algılamasına benzer biçimde, makineler de sıcaklık, basınç, hız ve benzeri değerleri algılayıcıları vasıtasıyla algılarlar.
Algılayıcı; sıcaklık, ışık, nem, ses, basınç, kuvvet, elektrik, uzaklık, ivme ve pH gibi fiziksel ya da kimyasal büyüklükleri elektrik sinyallerine çeviren düzeneklerin genel adıdır.[2]
Nesnelerin interneti nedir?
Nesnelerin interneti kavramı tanımlanırken sıklıkla aşağıdaki tanımların benzerleri kullanılmaktadır:
"Nesnelerin İnterneti, herhangi bir nesnenin, yani bir cihazın, üzerine takılan çipler ve sensörler sayesinde göreceli olarak akıllı hale getirilip kullanılması ile makineden, objeden ya da insandan elde edilen verilerin, bir iletişim ağı aracılığı ile başka sistemlere aktarılmasıdır. Endüstri 4.0 içinde yer almasındaki sebep ise özellikle akıllı okuyucuların pek çok cihaza ve makineye gömülerek, kablosuz iletişim ağı üzerinden ve ek bir insan müdahalesine gerek kalmadan, üretilen verinin ilgili sisteme direk olarak aktarılabilir olmasıdır."[3]
Diğer bir anlatım ile "Nesnelerin İnterneti" fiziksel dünyadaki nesnelerin, bunların içinde gömülü halde veya yanında bulunan sensörlerin kablosuz ve kablolu iletişim ağları aracılığı ile İnternet'e bağlanarak fiziksel dünyadaki verilerin sanal dünyaya aktarılmasına imkân veren bir sistemi ifade eder."[4]
Bu tanıma baktığımızda, iletişimin iki nesne ya da makine arasında olması anlatılmaktadır. Makineler içine gömülen çipler ve sensörler, üretilen verileri diğer nesne ve makinelere, ya mevcut internet üzerinden ya da özel olarak geliştirilmiş kablolu ya da kablosuz ağlar üzerinden iletirler. Bu iletiler çok farklı amaçlarla kullanılabilmektedirler. (Makine ve nesnelerin bu verileri kullanarak, öğrenme ve karar verme süreçlerini Yapay Zekâ ve Öğrenen Makineler bölümünde anlatacağız.)
Ancak makineler arasındaki tüm iletişimi nesnelerin interneti kavramı ile açıklayamayız. Makineler arası iletişim, sadece makinelerin birbirleri ile genelde kapalı bir sistemde bağlanmasına odaklanırken, nesnelerin interneti ise insanlarla makineleri, daha ortak ve açık bir hizmetle buluşturmaya yarıyor.
Nesnelerin İnterneti kullanım amaçlarına göre iki farklı başlıkta tanımlanabilir:
1. Tüketici için Nesnelerin İnterneti
2. Endüstriyel Nesnelerin İnterneti
Her iki kullanım amacının ortak noktası, nesnelerin ya da makinelerin ilettiği verilerden elde edilen faydadır. Bu fayda, bir hizmetin iyileştirilmesi ya da üretim artışı ve maliyet azalışı olarak tanımlanabilir.
Tüketici için nesnelerin interneti
Genel olarak hizmetlerin iyileştirilmesi için kullanılır. Bunun en güzel örnekleri, akıllı telefon, tablet, taşınabilir bilgisayar, kontrol paneli gibi cihazlardır. Bu cihazlar vasıtasıyla sağlanan iletişim ve veri transferi sayesinde insanların yaşam standartları iyileşmektedir.
Tüketici için nesnelerin interneti, günlük hayatta giyilebilir eşyalarda dahi kullanılmaktadır. Akıllı gözlükler, baretler, tulumlar gibi eşyalara yerleştirilen sensörler vasıtasıyla elde edilen veriler yine insanların yaşam standartlarını iyileştirme amacıyla kullanılmaktadır. Sadece akıllı telefonlarımızı kullanırken bile, geri planda çalışan uygulamalar vasıtasıyla, pek çok veriyi fark etmeden üretmekteyiz. Konum, titreşim, hareket, hız, sıcaklık, basınç, nem vs. gibi bilgilerden yola çıkarak, trafik yoğunluğundan tutun da navigasyon önerilerine, hava durumu bilgilerinden yemek çeşidi tavsiyelerine kadar pek çok şey bu yolla üretilmektedir.
Tüketici için nesnelerin interneti fonksiyonunun kullanıldığı bir başka uygulama ise akıllı evler projeleridir. Bu evlerde kullanılan nesne ve aletlerin büyük bir kısmında sensörler ve çipler vardır. Akıllı telefonunuzdaki uygulamalar sayesinde, evinize gelmeden önce kalorifer sistemini devreye sokup, evi belli bir dereceye getirebilir, çamaşır makinenizi çalıştırıp, çamaşırlarınızı yıkayabilir, mikrodalga fırınınızı çalıştırıp, yemeğinizi eve gelmeden ısıtabilir, benzer pek çok işi uzaktan kumanda ederek yapabilirsiniz. Bu size nesnelerin internetinin sunduğu bir imkândır.
Günlük olarak kullandığımız ve içinde en çok çip ve sensör bulunduran nesneler ve makinelerin başında otomobiller gelmektedir. Neredeyse her parçası üzerinde bir çip ya da sensör mevcuttur. Pek çoğu üretim ve bakım amaçlı olmasına rağmen bazıları kişilerin yaşamını kolaylaştırmak için de kullanılmaktadır.
Sigorta şirketleri, araç sürücülerinin trafik kurallarına uyma alışkanlıkları (kırmızı ışıkta durmak, hız limitlerini ihlal etmemek gibi) verilerini değerlendirerek, sürücülere taşıdıkları risk oranlarına göre tekliflerde bulunmaktalar: "Sürücüler yaşlarına, cinsiyetlerine ve geçmiş kayıtlarına göre yıllık bir oran ödemek yerine gerçekte nereye ve ne zaman gittiklerine göre fiyatlandırılan araç sigortası satın alabilirler. Bu sigorta fiyatlandırma yaklaşımı iyi davranış için teşvikler yaratır."[5]
Endüstriyel nesnelerin interneti
Endüstriyel nesnelerin interneti olarak tanımlanan sistem, isminden de anlaşılacağı üzere üretime ait bir kavramdır. Temel amacı, makinelerin üretim sürecinde biriktirdiği verileri diğer makinelerle paylaşarak üretimi planlamak, hızlandırma, maliyeti düşürmek ve işletme sahiplerinin kârlarını maksimize etmektir. Bu süreçleri yürütürken de insan faktörünü dışlayarak hata oranını minimize etmektir.
Otomobillerin parçalarına konulan çipler ve sensörlerden bahsetmiştik. Bunların ürettiği veriler sayesinde üretici firmalar her bir parçanın yıpranma süresini (ömrünü) hesaplayarak hem bu parçaların üretimini iyileştirmekte hem de bakım sürelerini hesaplayarak sürücülerin bakıma gelmeleri gereken tarihleri saptamaktalar.
Rolls-Royce firması halk arasında, lüks otomobil üreticisi olarak bilinir. Bu doğru olmakla birlikte Rolls-Royce firmasının asıl işi havacılık ve savunma sanayiidir; 500 havayolu ve 150'den fazla askeri kuvvet tarafından kullanılan çok büyük motorlar imal etmektedir.
Bu sektörler için üretilen motor ve teçhizatın neredeyse sıfır hata olasılığı ile çalışması gerekir. Meydana gelecek her kazanın doğrudan insan hayatına ve milyarlarca dolara mal olması söz konusudur. Bu nedenle şirketin, ürünlerinin sağlık durumunu takip etmesi ve potansiyel sorunları daha gerçekleşmeden saptaması çok önemlidir.
Rolls-Royce'da en çok dahili veriye, özellikle şirket ürünlerine yerleştirilen sensörlere önem veriliyor. Operatörlerin verileri, uçaklardan kablosuz iletimler şeklinde alınıyor ve performans raporlarının bir birleşimini kapsıyor. Bunlar genellikle, motorun maksimum güçte olduğu kalkış, yükselme ve seyir (kararlı hal) gibi temel uçuş evrelerindeki motor performansının bellek kopyalarını içeriyor.
Diğer raporlar, uçuş sırasında gerçekleşen ilginç olayların ayrıntılarını sunuyor ve bu raporlarda olay öncesine ve sonrasına ait sık bir şekilde alınan kayıtlar bulunuyor. Uçak tarafından oluşturulmuş bakım mesajları, hareket raporları (zaman bilgileri ve konumlar) ve tüm uçuş profilleri daha da fazla ayrıntı sunuyor.
Şirketin veri bilimcisi Paul Stein üretilen veriyi şöyle anlatıyor; "Singapur'daki yeni fabrikamızda, her bir fan kanadı hakkında yarım terabayt imalat verisi üretiyoruz. Orada yılda 6000 fan kanadı üretiyoruz ve bu da sadece bir parçanın imalatı için üç petabayt veri demek oluyor. Bu gerçekten çok büyük bir veridir." [6]
Yukarıda anlatılan verinin üretimi ve iletişimi endüstriyel nesnelerin interneti vasıtasıyla gerçekleşmektedir. Rolls- Royce da bu verileri üç ana faaliyet alanında kullanıyor: tasarım, üretim ve satış sonrası destek.
Bir başka örnek ise UPS firmasının coğrafi-konum (GPS) bilgisini kullanarak elde ettiği başarıdır. Araçlarına gömdükleri sensörler, kablosuz modüller ve GPS cihazlarından gelen verileri analiz ederek motor arızalarını tahmin edebiliyor ve arıza yaşanmadan önlemlerini alıyorlar. Dahası şirket kamyonları GPS vasıtasıyla takip edip, çalışanlarını izliyor ve araçlarının yol güzergâhlarını, trafik yoğunluğunu da dikkate, alarak rotalarını optimize ediyorlar
UPS'in süreç yönetimi direktörü Jack Levis'in belirttiğine göre, şirket 2011'de şoförlerinin rotalarını koskoca 48 milyon km kısaltarak 12 milyon litre yakıt ve 30 bin metrik ton karbondioksit emisyonu tasarruf etti[7]
İnsansız araç kullanımı ise nesnelerin internetinin kullanılmasının bir başka güzel örneğidir. İnsansız otomobilleri sadece son kullanıcı olarak bizler kullanmayacağız, bu araçlar lojistik süreçlerini etkileyecek ve akıllı fabrikalardan çıkan ürünlerin taşınmasında kullanılacak. İnsansız otomobillerin hayatımıza katacağı en önemli etki, kaza oranlarını düşürecek olmasıdır.
Test aşamasında milyonlarca km yol yapan Google ve Waymo insansız araçları bu süreç içerisinde ciddi bir kaza yaşamamışlardır. 2015 yılı Temmuz ayında yapılan bir deneme sırasında Google'ın insansız aracının içinde yer alan üç çalışan hafif yaralar almış ve kazayı kırmızı ışıkta duramayan bir insan kontrolündeki araç arkadan çarparak meydana getirmiştir.
Bir başka kaza ise 14 Şubat 2016 tarihinde gerçekleşmiştir. Google'ın insansız aracı otomatik kullanımdayken yolda duran ve yolu kapatan kum torbalarından kaçmak istemiş ancak manevrası sırasında bir otobüs ile çarpışmıştır. [8]
İnternet iletişiminin gelişmesi ve hızının artması ile nesnelerin interneti daha fazla makine ve nesnede kullanılıyor olacak, firmaların üretim, tedarik ve bakım gibi süreçleri daha da otomatikleşecektir.
Özetlersek; nesnelerin İnterneti fiziksel cihazların, makinelerin, taşıtların, binaların ve çeşitli elektronik ve/veya mekanik donanım ile yazılım içeren nesnelerin veri toplamak, dağıtmak ve iletişim kurmak için oluşturduğu ağ sistemidir.
Bir sonraki yazımızda makine ve nesnelerin birbirleriyle iletişimin yanı sıra birbirlerinden öğrenip, karar alabilen, planlama yapabilen duruma gelmesini anlatacağız. Dolayısıyla nesnelerin interneti konusunu burada noktalıyoruz.
[1] Çip Nedir? https://notpast.com/elektronik/Cip-Nedir-46.html
[2] Sensör, https://tr.wikipedia.org/wiki/Sens%C3%B6r
[3] ÖZDOĞAN Ogan, Endüstri 4.0: Dördüncü Sanayi Devrimi ve Endüstriyel Dönüşümün Anahtarı, Pusula Yayınları, İstanbul 2018, s.95
[4] BANGER Gürcan, Endüstri 4.0 Ekstra, Dorlion Yayınları, Ankara 2018, s.97
[5] MAYER-SCHÖNBERGER Viktor, CUKIER Kenneth, Büyük Veri Yaşama, Çalışma ve Düşünme Şeklimizi Dönüştürecek Bir Devrim, Paloma Yayınevi, İstanbul, Mayıs 2013. s.96
[6] MAYER-SCHÖNBERGER Viktor, CUKIER Kenneth, a.g.e., s.35
[7] A.g.e., s.96
[8] ÖZDOĞAN Ogan, Endüstri 4.0: Dördüncü Sanayi Devrimi ve Endüstriyel Dönüşümün Anahtarı, Pusula Yayınları, İstanbul 2018, s.36