א. IoT – מאפיינים והגדרות ראשוניות
לאינטרנט של הדברים מספר הגדרות שונות וטרם נפנה לסקירת השימושים והאתגרים שכרוכים בהטמעת טכנולוגיה זו, נעמוד בקצרה על מאפייניה המרכזים.
רשות הסחר הפדרלית של ארצות הברית (FTC) הגדירה בשנת 2015 את ה-IoT כ: "מכשירים וחיישנים – למעט מחשבים, טלפונים חכמים וטבלטים – שמתחברים, מתקשרים, או מעבירים מידע עם או בין האחד והאחר באמצעות האינטרנט",[1] והיא כוללת בהגדרה זו תגי זיהוי רדיו (RFID), רשתות חיישנים, ומכונות ומנועים המחוברים לאינטרנט.[2]
הגדרה דומה ניתנה על-ידי ה-OECD, ולפיה IoT הוא: "מערכת אקולוגית (Ecosystem) שבה אפליקציות ושירותים מונעים על-ידי איסוף מידע ממכשירים החשים ומתממשקים עם העולם הפיזי",[3] והוא מתקיים כחלק ממערכת אקולוגית טכנולוגית הכוללת שירותי ענן וניתוח נתוני עתק מבוססי-אינטרנט.[4] הספרות המשפטית מדגישה גם היא מאפיינים אלה של ה-IoT ורואה בו, לדוגמא: מערכת של מכשירים פיזיים, בהם מוטמעים חיישנים, תוכנות, וטכנולוגיות תקשורת, המאפשרים תקשורת עם פלטפורמות או מכשירים אחרים באמצעות האינטרנט.[5]
כלומר, IoT הוא מערכת המורכבת מחיישנים (או מכשירים דומים) הקולטים מידע מהסביבה – כגון מידת הלחות באוויר, קצב פעימות הלב, או מיקומם של חפצים – ומעבירים אותו למכשירים אחרים לשם עיבודו ואחסונו. המידע המעובד נועד לרוב להשפיע על פעולות בעולם הפיזי, כהוראות פעולה למכונות ומכשירים מחוברים או כחלק מהכוונת הליך קבלת החלטות אנושית. על כן, יש הרואים חפיפה נרחבת בין מערכות IoT לבין מערכות המכונות Cyber-Physical Systems, המשלבות בין העברת מידע במרחב הסייבר עם חישה והשפעה במרחב הפיזי.[6]
ואולם, בעוד שעיבוד המידע והשפעתו על פעולת מכונות וקבלת החלטות מהווים חלק מהמערכת האקולוגית שבה פועל ה-IoT, רכיבים אחרונים אלה מבוצעים על-ידי טכנולוגיות משיקות – כניתוח מידע-עתק ובינה מלאכותית – שאינן מהוות חלק אינטגרלי מה-IoT עצמו.
את שלבי פעולתו של IoT ניתן, אם כן, לתאר כלהלן: (א) פריסתם של חיישנים ומכשירים נוספים הקולטים מידע מהסביבה; (ב) קליטת המידע; ו-(ג) העברת המידע באמצעות האינטרנט לשם אחסון ועיבוד. לאחר העברת המידע, כאמור, המידע מעובד במטרה להשפיע על פעולתן של מכונות ועל קבלת החלטות אנושית בזמן אמת. לבסוף, צברי מידע שמאוחסנים לאורך זמן מאפשרים ניתוחים נוספים לשיפור או ייעול של תהליכים ומערכות.
לאור האמור לעיל, וכפי שנפרט בפרק השני, פעילותה של המערכת תלויה במספר גורמים. ראשית, קיומם של חיישנים זולים, הפועלים על מתח נמוך, ומאפשרים שימוש בטכנולוגיה במוצרים שעלותם זולה ובלא צורך בחיבור למקור חשמל חיצוני. ואומנם, בשנים האחרונות חלה ירידה של עד 70% בעלותם של חיישנים,[7] ויש המעריכים שעד שנת 2025 יגיע מספר המכשירים מבוססי חיישנים בעולם לטריליון.[8]
שנית, שימוש אפקטיבי במידע מחיישנים ומכשירים שונים מחייב יכולת זיהוי חד-ערכי של מקור המידע המועבר, למשל, על-ידי שימוש בתגי זיהוי רדיו (RFID) וברקוד; כתובות MAC;[9] כתובות ניתוב גלובליים (IP) כ-IPv6; כתובות ספציפיות כשמות מתחם (Domain Names) ומספרי טלפון.[10]
שלישית, על החיישן להיות מסוגל להעביר את המידע באופן רציף ואמין למחשבים ושרתים מרוחקים באמצעות האינטרנט. בעוד שמכשירים מרוחקים צפויים להשתמש ברשתות סלולריות (G3/G4/G5), מכשירים הפועלים בסביבה מבוקרת – הבית, המשרד, או המפעל – יוכלו להסתמך על תשתית אינטרנט קווית (נחושת, כבלים, סיבים) או רשתות Wifi הפועלת בתדרים אחרים (2.4 – 5 GHz), שהשימוש בהן הינו חינם ואינו דורש רישיון. נוסף לאלה, תקשורת בין מכשירים קרובים עשויה להתבצע גם באמצעות תקשורת אלחוטית קצרת טווח, כ: Bluetooth ו-NFC. מגוון דרכי התקשורת והזמינות הגוברת של תקשורת פס-רחב מהווים גם הם חלק מהסיבות לעליית חשיבותו של ה-IoT בשנים האחרונות.
רביעית, העברת המידע מבוססת על יכולת פתיחות הדדית וסטנדרטיזציה של העברת מידע בין מגוון של מכשירים ותשתיות. תקשורת בין מכשירים באותה רשת, וביתר שאת תקשורת בין מכשירים ברשתות שונות, מחייבת קיומה של "שפה משותפת". שני הפתרונות המרכזיים שהוצעו לבעיה זו, הם יצירת סטנדרטים מקובלים ושימוש במערכות או פלטפורמות שיכולות לתרגם מידע מרשתות ו"שפות" שונות לכדי שפה משותפת.[11]
הדרישה החמישית והאחרונה לפעולתו של IoT, וזו שבאמצעותה מופקת התועלת מהמידע שנאסף, היא עיבודו בזמן אמת ולאחר מעשה. ואכן, סיבה מרכזית נוספת לחשיבות הגוברת לה זוכה IoT בשנים האחרונות היא התקדמות טכנולוגית בתחומי הניתוח והעיבוד של נתוני-עתק והבינה המלאכותית. כיוון שלמרבית החיישנים אין יכולות עיבוד עצמאיות, פעולות אלה מבוצעות לרוב באמצעות שירותי ענן, שהם חלק חיוני מIoT-.[12]
ב. מגוון השימושים והתועלות של טכנולוגיית IoT:
לאינטרנט של הדברים יישומים במגוון נרחב של תחומים. בחלק זה נסקור את השימושים העכשווים ואלה הצפויים בעתיד הנראה לעין בטכנולוגיה, וזאת בתחומים הבאים: (א) תעשייה, מסחר, וחקלאות; (ב) תחבורה, תשתיות, ובנייה (ובכללם, ערים חכמות); (ג) רפואה; (ד) צרכנות; ו-(ה) קידוחים וכרייה. מטרת חלק זה, נבהיר, אינה לספק רשימה מלאה של השימושים השונים, אלא להמחיש את נחיצותה של היערכות מדינתית מקיפה לצורך מיצוי תועלותיה הפוטנציאליות של הטכנולוגיה ולהתמודדות עם האתגרים המורכבים שהיא מעוררת.
1. תעשייה, מסחר, וחקלאות
תרומתו העיקרית של IoT היא בתחומי התעשייה, המסחר, והחקלאות, שיחדיו מהווים כמחצית מסך תרומתו הצפויה לכלכלה העולמית.[13] ככלל, השימוש ב-IoT בהקשר התעשייתי צפוי לספק תועלת של כ-3.7 טריליון דולר ויותר בשנה לכלכלה העולמית. כל זאת, בעיקר, בשל חסכון של עד 20% בעלויות האנרגיה ושל כ-18% בכלל העלויות, ושיפור יעילות העבודה בשיעור של עד 25%.[14]
תעשייה
IoT צפוי להוביל לשינוי מהותי בתעשייה, בשל תרומתו בניטור, תפעול וייעול פעולתם של מערכות, מכונות, תהליכי תחזוקה ומלאי, וגם עובדים.
אחת התרומות המרכזיות של שילוב טכנולוגיית IoT בתעשייה היא אופטימיזציה של תפעול המערכות. חיישנים הממוקמים בחלקיו השונים של מפעל, למשל, מאפשרים מעקב, ניטור, ופיקוח שוטפים על פעולת המכונות ורצף העבודה באופן שמאפשר שינויים בזמן אמת של פעולת המכונות ושל דפוסי העבודה. חברת ג'נרל מוטורס (GM), לדוגמא, משתמשת בחיישני לחות כדי לבצע אופטימיזציה של עבודות הצביעה. כך, כשהחיישנים המותקנים במפעל מראים שתנאי הלחות אינם מיטביים, עבודת הצביעה מנותבת לחלק אחר במפעל באופן שמפחית את הצורך בצביעה מחדש. בדומה, חברת הארלי דיווידסון (Harley-Davidson) משתמשת בחיישנים לביצוע התאמות למהירות המאווררים במפעל באופן שמבטיח תנאי לחות המאפשרים צביעה עקבית ומדויקת.[15]
בנוסף, שימוש בברקוד ובתגי רדיו מאפשר להכווין עובדים לאזורים או מוצרים מסוימים. לדוגמא, השימוש של חברת אמזון (Amazon) ברובוטים אוטונומיים המעבירים ציוד ממקום עבודה אחד לאחר, מבוסס על חיישנים דומים.[16] IoT מאפשר גם ניטור של מיקום, פעולות, וביצועי עובדי החברה (ראו תיבה 1) או לספק התראה בזמן אמת על קרבתם לאזורים או חומרים מסוכנים בכדי לשמור על בריאותם.
תרומה חשובה נוספת של הטכנולוגיה היא בתחום תחזוקת המכונות. השימוש בחיישנים מאפשר ניטור רציף אחר המכונות, ומאפשר מעבר ממודל של תיקון ותחלופה למודל של צפייה ומניעה מראש של תקלות. כלומר, השימוש בחיישנים מאפשר ביצוע תחזוקה המתוזמנת באופן פרטני ומותאמת אישית בניגוד לזו המבוססת על לוח זמנים קשיח וקבוע מראש. כבר היום, מפעלים שונים משתמשים בחיישנים כדי לבצע זיהוי מוקדם של בעיות במכונות הייצור לשם מיטוב התחזוקה והפחתת עלויות.[17] בישראל, חברת איגוואזיו (Iguazio) מציעה מערכת המשתמשת במידע מחיישנים כדי לזהות דפוסי התנהגות שבעבר הובילו לתקלות ומשתמשת במידע זה כדי למנוע מראש התרחשותן של תקלות דומות. באופן דומה, חברת אוגורי (Augury) הישראלית מפתחת מערכת המנטרת מכונות בזמן אמת ומזהה תקלות לפי הקולות אותן הן מפיקות.[18]
תרומה מרכזית נוספת של טכנולוגיות IoT לייעול והגברת תפוקות בתחום התעשייה היא הפחתת עלויות תחזוקה למכונות הנמצאות מחוץ לסביבת המפעל. לדוגמא, חברת אייר-צ'יינה (Air China) התקינה במטוסיה מערכות שעוקבות אחר ביצועי הטיסה בזמן אמת, משפרות את יעילות הטיפול במטוסים, ומפחיתות משמעותית את פרק הזמן שהמטוס נדרש להישאר על הקרקע לצורך טיפולים.[19]
היבט נוסף של שימוש בחיישנים הוא ניהול ואופטימיזציה של המלאי הנמצא במחסנים. חיישנים המזהים גובה ומשקל מאפשרים אוטומציה של חידוש המלאי ומפחיתים את הצורך בכוח אדם. למשל, חברת וורת' ארצות הברית (Wurth USA), העוסקת באספקת חלקי רכבים, משתמשת במערכת המצלמות החכמות "iBins" כדי לעקוב אחר המלאי שבמחסני החברה, ומידע זה מועבר למערכת ניהול המלאי שמזמינה אספקה באופן אוטומטי.[20]
השלכה מהותית של היכולת לנטר ולתקשר עם מכונות באופן רציף, היא שינוי במודל העסקי של חלק מספקי הציוד התעשייתי – ממודל של מכירה למודל של אספקת שירותים ותחזוקה שוטפת. על-פי מודל אחרון זה, ספקי הציוד יבצעו עדכוני תוכנה ותחזוקה שוטפים של המכונה, ישתמשו במידע שנאסף כדי לשפר את השירות שניתן ללקוחות, יציעו פתרונות פרטניים ללקוחותיהם, ויתמחרו את המכונה על-פי היקף השימוש בפועל.[21]
מסחר וקמעונאות
תחום נוסף שבו לאינטרנט של הדברים צפויה להיות השפעה משמעותית הוא תחום המסחר והקמעונאות. דוגמא אחת, שנעשה בה כבר שימוש נרחב בפועל, היא שימוש ב-GPS כדי לעקוב אחר מיקומם ופעילותם של עובדי החברה – החל מצוותי התקנה ותיקונים ועד סוכני מכירות ושיווק. כך, חברת US Fleet, שהוקמה כבר בשנת 2005, מציעה שירותי מעקב אחר ציי רכב ומספקת ללקוחותיה דוחות על מספר רב של נתונים, דוגמת: נהיגה אגרסיבית, התחלה והפסקה של נסיעה, וכמות הזמן בלא מעש (idling).[22] על פי חברת מקינזי, היבט זה לבדו של IoT צפוי להעלות את תפוקת העובדים בכ-20%.[23]
IoT מאפשר גם מעבר לתשלום אוטונומי, במסגרתו עגלות הקנייה מזהות את המוצרים המוכנסים לעגלה, מחייבות את הלקוח באמצעות הטלפון הנייד שלו, ומאפשרות יציאה מהחנות בלא מעבר בקופות. מימוש הפוטנציאל של הטכנולוגיה במלואו צפוי להפחית את דרישות כוח האדם בחנויות בכ-75% ואת זמן ההמתנה בתורים בכ-80%. השימוש בחיישנים בתוך החנות לשם מעקב אחר התנהגות ותנועת הלקוחות מאפשר גם אופטימיזציה של פריסת המוצרים והתאמה אישית של פרסום וקידום מכירות, ואלה צפויים לשנות מהותית את סביבת וחווית הקנייה.[24] לדוגמא, חברת AWM SmartShelf מציעה מדף חכם המצויד בחיישנים אופטיים, שיכול לזהות את הגיל, המגדר, והמוצא של הלקוח, להציג מחירים בהתאם (כלומר, "אפליית מחירים" על בסיס מאפיינים פרסונליים),[25] ולהעביר מידע נוסף ללקוחות. המעקב אחר הלקוחות בחנות תורם גם למניעת גניבות, ועשוי למנוע אובדן מוצרים בהיקף של 1% מכלל הסחורה הנמכרת.[26]
לבסוף, ובדומה להקשר התעשייתי, לאינטרנט של הדברים צפויה להיות תרומה בניהול המלאי גם בתחום הקמעונאי, ולמעבר למודל של חידוש המלאי על-בסיס מידע מזמן אמת. זאת, בניגוד למצב בו חידוש המלאי נעשה לפי לוח זמנים קבוע מראש.[27]
חקלאות
בתחום החקלאות קיימים שימושים מגוונים לאינטרנט של הדברים. למשל, שימוש בחיישנים העוקבים אחר תנאי הקרקע כדי לקבוע את עומק הקרקע המיטבי לזריעה, עשוי לתרום לעלייה של עד 25% ביבול. IoT תורם גם למיטוב ההשקיה, ייעול פעולות ריסוס קוטלי חרקים, ניטור בריאותם והאכלתם של בעלי-חיים;[28] ומאפשר שימוש ברובוטים למיון צמחים, זיהוי תבואה רקובה, קציר, חליבה אוטונומית של פרות, וניקוי אורוות ודירים.[29] מערכת קרופס (CropX), לדוגמא, היא פיתוח ישראלי הכולל פריסת חיישנים באדמה לבחינת מצב הקרקע לשם חסכון במים ודשן, השאת היבול, ושיפור מצבה של האדמה.
2. תחבורה ותשתיות ערים חכמות
בתחומי התחבורה, התשתיות והבנייה, ובכלל זה הערים החכמות, תרומתו הכלכלית של IoT צפויה להיות השנייה בהיקפה.
רכבים אוטונומיים
עבור רבים, רכבים אוטונומיים מהווים דוגמא מרכזית לפוטנציאל של IoT. רכבים אוטונומיים מצוידים במספר רב של חיישנים ואלה מספקים מידע על מצב הרכב, תנאי הדרך, רכבים אחרים, והולכי רגל. מידע זה מעובד על-ידי מערכת בינה מלאכותית, שמפעילה את הרכב באופן אוטונומי. בנוסף, לרכבים אוטונומיים יכולת לשדר ולקבל מידע בזמן אמת ממערכות אחרות, כגון רמזורים ועמודי תאורה חכמים, והם צפויים להפחית משמעותית את העומס בכבישים ואת כמות תאונות הדרכים. רכבים אוטונומיים עשויים גם לשנות את מודל השימוש ברכב – ממודל של בעלות פרטית לכזה בו חברות מסחריות מחזיקות בצי של רכבים והשימוש בהם מוצע כשירות.
רכבים אוטונומיים, אם כן, הם חלק חשוב מהפוטנציאל הטמון ב-IoT בכלל וב"עיר החכמה" בפרט. יתר על-כן, שימוש נרחב ברכבים אוטונומיים מחייב תשתית התומכת בחיבור הרכב האוטונומי לאינטרנט ולמכשירים נוספים בעיר החכמה. ועם זאת, האתגרים המרכזיים שמעלים הרכבים האוטונומיים, הן בהקשר הטכנולוגי והן בהקשר הרגולטורי, אינם עוסקים ב-IoT אלא בתחום הבינה המלאכותית המנווטת את פעולותיהם – יכולתה לשלוט ברכב באופן יעיל ובטיחותי והאפשרות להשית אחריות משפטית, אזרחית ופלילית, על פעילותה.
ערים ותשתיות חכמות
בצד רכבים חכמים, ערים חכמות הן תחום נוסף שבו טכנולוגיות IoT עתידות למלא תפקיד מרכזי. היבט אחד של העיר החכמה הוא תחבורה ציבורית חכמה. ככלל, עד 70% מהזמן שנדרש לנוסעים להגיע ליעדם הרצוי הוא "זמן חציצה" (Buffer Time) – הזמן שבין המועד בו מגיע הנוסע לתחנה ועד שהאוטובוס או הרכבת שמובילים ליעדו יוצאים ממנה. שימוש בחיישנים המספקים מידע אמין בדבר מיקום וזמן הגעה צפוי של התחבורה הציבורית עשוי לצמצם משמעותית את משכו של פרק זמן זה.[30]
רמזורים חכמים, המשתמשים בחיישנים כדי לנתר אחר עומס התנועה ותנאי הדרך הוכחו כמפחיתים משמעותית את העומס בכבישים, ומשמשים גם כאמצעי לנתב נהגים הרחק מאזורים בהם תנאי הנהיגה אינה מיטביים. דוגמא לכך היא מערכת סקוט (SCOOT), שהותקנה בעיר לונדון, ושמשתמשת במידע זמן אמת על היקף השימוש בכבישים כדי לשלוט ברמזורי התנועה בעיר. למערכת מיוחס שיפור של 12% בזרימת התנועה והצלחתה הביאה לאימוצה בערים נוספת, דוגמת: בייג'ין, סאו-פאולו, וטורונטו.[31] דוגמא נוספת היא מערכת נו טראפיק (No Traffic), שפותחה בישראל. המערכת נפרסת בצמתים מרומזרים, אוספת מידע על רכבים בסביבת הצומת, ומתקשרת עם הרכבים ועם מערכת ניהול הרמזורים לשם הפחתת העומס ושיפור הבטיחות.
תאורת רחוב חכמה – עמודי תאורה המצוידים בחיישנים שיכולים לזהות תנועת רכבים והולכי רגל, את תנאי הסביבה ומזג האוויר, וכן במצלמות וחיישני קול – קיימת כבר במקומות רבים בעולם, דוגמת: דבלין, אוסלו, ומדינת טנסי. תאורה חכמה תורמת לחסכון באנרגיה, מאפשרת תחזוקה פרטנית של עמודי התאורה, והדלקה וכיבוי שלהם על-פי הצורך. לתאורה חכמה מיוחס חיסכון של עד $100 בשנה לכל עמוד תאורה, וניתן להשתמש בה גם כאמצעי תקשורת לשם הכוונת התנועה ושירותי חירום. בנוסף, בשיתוף עם חיישנים אחרים, תאורה חכמה יכולה לעזור לנהגים לאתר מקומות חנייה פנויים ולהודיע לתושבים על מפגעי רעש וזיהום. בדומה, ובשילוב עם חיישנים המותקנים על פחי-אשפה, יכולה התאורה החכמה לאותת על מצבם של פחי האשפה ולייעל את עבודת האיסוף והפינוי שלהם.[32]
יישומי IoT בערים חכמות
בניה, קידוחים וכרייה
בתחום הבנייה, אתגר משמעותי הוא תזמון הצוותים השונים של קבלנים, עובדים, ספקים, ומומחים, כשעיכובים בלוחות הזמנים יוצרים כ-70 עד 80 אחוזים מהזמן העקר באתר הבנייה (Idle Time). שימוש בחיישנים העוקבים ומעדכנים בזמן אמת אודות קצב התקדמות הבנייה יכול להפחית משמעותית את משך הזמן העקר, לאפשר תכנון מקדים מיטבי, ולהאיץ משמעותית את קצב הבנייה.
בנוסף, הטכנולוגיה יכולה לסייע לשיפור בטיחות צוותי העבודה בענף רב סיכונים זה. לדוגמא, חברת טראסטור (Trusstor) הישראלית, פיתחה מערכת שליטה ובקרה מבוססת חיישנים לאתרי בנייה, שמנטרת את סביבת העבודה בדגש על משאבי העבודה באתר – ציוד, כלים וכוח אדם. מערכות ניתוח המידע יודעות לזהות את מיקומם של משאבי הבנייה, ומנתחות האם הם ממוקמים ומופעלים בבטחה ויכולות להורות על ביצוע התאמות כדי לשפר את בטיחות ויעילות העבודה. בדומה, חברת וסטיל הישראלית מציעה מנופים חכמים מבוססי-חיישנים וחיבוריות אינטרנט המאפשרים לטייב תהליכי בניה ולהתריע על סכנות.
גם ברמת ההפקה והניצול של משאבי טבע במסגרת עבודות קידוחים וכרייה, לטכנולוגיית ה-IoT ישנן תועלות רחבות היקף. בכל הנוגע לתחום הכרייה, נעשה שימוש בחיישנים כדי להנחות את נסיעתם של רכבים ומשאיות במכרה, באופן שמגביר את יעילותם וחוסך בעלויות.[33] . לדוגמא, במרבצי חולות הזפת של קנדה, ניתוח ושימוש בנתוני זמן אמת הוביל לייעול תזמון עבודת צוותי הכרייה והגעת הציוד לאתר, ותרם לעליה של כ-8% בתפוקה.[34] לבסוף, פיתוחים טכנולוגיים כגון בטון חכם – בטון המצויד בחיישנים הבוחנים את עומס, שחיקת, ויציבות הבטון – עשויים למנוע קריסה של מבנים ולהציל חיי אדם.[35]
תועלות נוספות של טכנולוגיית IoT בתחום ניצול משאבי הטבע ניכרות גם בתחום הקידוחים. כיום, אסדת קידוח אחת עשויה לכלול כ-30,000 חיישנים העוקבים אחר פעולתן של עשרות מערכות, וחיישנים בתחום הקידוחים מנתרים ומעבירים מידע בזמן אמת אודות מצב הציוד, תנאי העבודה, שרשרת האספקה, והתחזוקה באסדה.[36] בנוסף, ובדומה להקשר התעשייתי, השימוש בחיישנים מאפשר לעבור למודל של תחזוקה מותאמת אישית של המכונות השונות באסדה, וזאת בניגוד לתחזוקה המתוזמנת על-פי לוח זמנים קבוע מראש. בכך, קטן משמעותית הזמן שבו ציוד תקול או עבודות התחזוקה עצמן פוגמים או משביתים את פעילות האסדה.[37]
יתרה מכך, אסדות הקידוח הן סביבת עבודה מסוכנת והשימוש בחיישנים נועד גם לצרכי בטיחות ובריאות העובדים. בפרט, חיישנים מאפשרים התרעה או השבתה של מכונות ומכשירים בכל מקרה שבו עובד נמצא במקום שאינו בטוח או נחשף לכימיקלים או קרינה מסוכנים. חיישנים פועלים גם לשם זיהוי של פגיעה בעובדים ומאפשרים טיפול מהיר יותר.
3. רפואה ובריאות
טכנולוגיית IoT היא בעלת ערך רב בתחום הרפואה, לאבחון, טיפול ומעקב אחר חולים. תרומתה העיקרית צפויה להיות בטיפול בחולים עם מחלות כרוניות – המהווה נפח פעולה משמעותי של מערכת הבריאות הציבורית.[38]
מעקב ואבחון
שימוש בחיישנים, בין אם חיישנים חיצוניים כגון מכשור לביש, או פנימיים כגון מכשירים זעירים הנבלעים על ידי הנבדק, לשם ניטור רציף אחר חולים במחלות כרוניות מחוץ לבית החולים וקבלת מידע בזמן אמת אודות מצבם הבריאותי מאפשר לרופאים להתאים עבורם טיפול מיטבי (ראו: תיבה 2). רופאים משתמשים בחיישנים שנבלעים על ידי-החולים או מוזרקים לגופם גם כדרך לקבל מידע על הנעשה בגוף המטופל כחלופה להליך כירורגי. שימוש זה מפחית את הסיכון בסיבוכים, מקצר את זמן ההחלמה של המטופל, ומוזיל את עלות הטיפול.[39]
המעקב אחר מצבו הבריאותי של היחיד לא מוגבל למי שאובחנו כחולים במחלה כרונית. עזרי כושר ובריאות הם ממוצרי ה-IoT הנפוצים והפופולריים ביותר. מוצרים אלה משתמשים בחיישנים כדי לעקוב אחר מגוון נרחב של ממדים, ומספקים מידע מקיף על מצב בריאותו של היחיד ומצבו הגופני של מי שעוסק בפעילות גופנית.
שימוש נוסף של IoT בתחום הרפואה הוא אבחון מרחוק. לדוגמא, מערכת TytoHome של חברת TytoCare, חברת טלרפואה (Telehealth) ישראלית, מאפשרת אבחון של דלקות אוזניים, גרון, וריאות, וכן גירויים בעור, בעיות בלב ובמערכת העיכול, בלא צורך במפגש פיזי עם רופא.[40]
טיפול ומניעה
בנוסף, עיבוד כלל המידע המתקבל עשוי לקדם את האופן בו מומחים מבינים את המחלה, ולאפשר פיתוח של תרופות וטיפולים חדשניים.[41] הניטור הרציף אחר חולים כרוניים צפוי לשפר את איכות חייהם, לתרום להתמדה במשטר הטיפולים, ולהפחית את הצורך באשפוז ועלות הטיפול.[42]
מגמת המזעור והתפתחות הננו-טכנולוגיה יוצרות אפשרויות רבות יותר לשילוב מוצרי IoT במכשירים וטכנולוגיות רפואיים. טכנולוגיות חדשות המבוססות על DNA, ננו-טכנולוגיה וחלבונים מאיצות את מגמת ה"חיבור" בין גוף האדם לבין המחשבים, ומאפשרות לדמיין סוג מחשבים חדש הפועל בסינרגיה גבוהה עם גוף האדם, כמו גם בין גוף האדם לסביבה הממוחשבת.
גם בתחום הרפואה והבריאות יכולות המעקב אחר עובדים באמצעות טכנולוגיית הIoT מסייעות לייעול מערכתי. כך למשל, זיהומים הם אחד הסיכונים הבריאותיים המרכזיים בבתי-חולים, ובאמצעות ה-IoT נעשה שימוש כדי לפקח על היגיינת העובדים. הייגרין (HyGreen), לדוגמא, היא מערכת לרישום ומעקב אחר שטיפת הידיים של עובדים במערכת הבריאות. המערכת מזהה את תגי-העובדים ומעבירה מידע אודות אירועי שטיפת ידיים באמצעות האינטרנט האלחוטי. המערכת אף מתריעה במקרה בו עובד מתקרב למטופל בלא ששטף את ידיו, וזאת באמצעות חיישנים המותקנים על מיטת החולים.[43] לבסוף, ואף שלא נעסוק בכך בנייר מדיניות זה, ראוי לציין שהשימוש ב-IoT בתחום הרפואה עשוי להשפיע על מבנה השכר של רופאים, בעיקר כשהתגמול נקבע, בין היתר, על סמך מספר המפגשים של הרופא עם מטופליו.[44]
עוד בנוגע לתחום הבריאות, עזרי בריאות וכושר חכמים כגון צמיד Fitbit או Apple Watch הנפוצים בשנים האחרונות הם דוגמה בולטת לאימוץ נרחב של טכנולוגיית IoT בקרב הציבור. מגוון נרחב של עזרי כושר חכמים עושים שימוש בחיישנים (ומקלטי GPS) על מנת להפיק מידע ביומטרי מגוון, כגון: שריפת אנרגיה, זמן שינה, קצב לב והנשימה לרבות ECG, רמת החמצן בדם, טמפרטורת הגוף, זרימת הדם וחשיפה לקרינת השמש.[45] אותם עזרים אינם מאחסנים ומעבדים את המידע שהם מפיקים, אלא זה מועבר לרוב אל שרתי החברות שמפעילות את העזרים, לטובת ניתוח והחזרת חיווי או הוראות פעולה אל הצמיד או השעון החכמים.
טכנולוגיית ה-IoT מאפשרת גם מגוון של מוצרי בריאות אישיים העושים שימוש בחיישנים ומעבירים מידע זה לצרכן ולאחרים באמצעות האינטרנט, כגון: מד משקל חכם המסוגל לעקוב אחר הגובה, אחוזי השומן, וה-BMI של המשתמשים בו; מדבקות ביולוגיות (biostamp) המנטרות את קצב הלב, הפעילות המוחית, ורמת הרוויה; או המזלג החכם HAPIfork העוקב אחר כמות וקצב האכילה.[46]
4. צרכנות ומכשירי IoT ביתיים
אף שמרבית העניין הציבורי בדבר IoT עוסק בהקשרים צרכניים, תרומתו הכלכלית הצפויה בתחום זה היא קטנה יחסית, ומסתכמת בפחות מ-10% מסך התרומה לכלכלה העולמית. ועם זאת, תחום הצרכנות מספק מגוון רב של שימושים לאינטרנט של הדברים, ובכללם: מטלות הבית, בטיחות וביטחון, כושר גופני, ועוד. בתחומי משק הבית, IoT צפוי להפחית כ-100 שעות בשנה בביצוע מטלות. זאת, בשל השימוש בשואבי-אבק, מעבדי מזון, מכסחות דשא, ומכשירים רבים נוספים המשתמשים בחיישנים כדי לבצע אוטומציה של עבודות הבית וחוסכים את הצורך בביצוען על-ידי בני אדם.[47]
IoT צפוי גם לייעל את צריכת המים והחשמל הביתית כאינטרס צרכני של המשתמשים וכאינטרס ציבורי בשמירה על משאבי טבע וקיימות (כמפורט בתת-הפרק הבא). חיישנים המותקנים ברחבי הבית יכולים גם להתריע על הצפות, דליפות מים, התלקחות אש, ודליפות גז, ובכך תורמים לבטיחות בבית ולהפחתה בעלויות הביטוח.[48] בדומה, מערכות אבטחה הכוללות דלתות ושערים חכמים וחיישני תנועה ואור משפרות את הביטחון והנוחות של משתמשיהן.[49]
עוזרים דיגיטליים כגון Apple HomePod ו-Google Echo הם דוגמא נוספת של מכשירי אינטרנט של דברים הנפוצים בבתים רבים. מכשירים אלה מאפשרים לצרכנים לבצע פעולות (באמצעות מערכות Siri או Alexa, בהתאמה) כחיפוש אחר מידע באינטרנט, באמצעות פקודות קוליות. חשוב לא פחות, העוזרים הדיגיטליים לרוב מהווים את מרכז ההפעלה והשליטה בשלל מוצרי ה-IoT המצויים בבית.
שימוש נוסף ב-IoT בהקשרים צרכניים הוא במוצרים לתינוקות וילדים. לדוגמא, מכשירי אינטרקום המצוידים בחיישנים ומחוברים לאינטרנט, ומשדרים למחשב או לטלפון הנייד של ההורים תמונה וקול מהחדר בו נמצא הילד, בין אם באופן רציף או מכוח הפעלה של חיישני התנועה או הקול במכשיר. דוגמאות נוספות הן לבוש חכם אשר עוקב אחר הרגלי השינה, הנשימה והטמפרטורה של התינוק לשם הבטחת בריאותו ורווחתו, ומשחקים אינטראקטיביים או צעצועי-מעקב המצוידיים במצלמה ורמקול המחוברים לאינטרנט.[50]
תחום אחר מעולם הצרכנות, מעבר לתחום המכשירים הביתיים, הוא תחום הרכבים הפרטיים. כיום, מרבית הרכבים הפרטיים מצוידים גם הם בחיישנים העוקבים אחר ביצועי הרכב. לדוגמא, הרשות האמריקאית לבטיחות בדרכים (NHTSA) דורשת שתותקן ברכבים מערכת לניטור נתוני נסיעה (EDR). מערכת זו כוללת 15 סוגי חיישנים המספקים מידע על מצב הרכב, מהירות, האצה, חגורות בטיחות, אירועי בלימה, פריסת כריות אוויר, ועוד. המערכת שומרת את המידע שהצטבר בסמוך לתאונה, ומספקת תמונה נרחבת על מצב הרכב והתנהגותו בעת האירוע.
5. אקולוגיה וניצול חכם של משאבי טבע
התחום האחרון בו נדון הוא תחום ניצול משאבי טבע ואקולוגיה, בו השימוש במערכות חיישנים חכמות הוא נפוץ במיוחד כבר היום. ברמת הצריכה הביתית, השימוש בחיישנים ומערכות בית חכם מפחית את צריכת האנרגיה בשעות העומס על-ידי הפסקת פעולתם של מכשירים בעלי צריכת אנרגיה גבוהה והפעלתם מחדש בשעות אחרות. חברת נסט (Nest) לדוגמא, מציעה תרמוסטט חכם הכולל חיישני תנועה, אור, טמפרטורה ולחות, המאפשרים, לטענתה, חסכון של 20% בעלויות מיזוג האוויר.
כמו כן, ייעול הפעילות שמספקת טכנולוגיית הIoT בתחומי התעשייה, המסחר, התחבורה וענפים אחרים שצוינו לעיל, תורם גם הוא בתורו לקיימות סביבתית. לחיסכון הכלכלי וקיצור זמני העבודה שמבטיחה הטכנולוגיה עבור החברות מתווסף גם יתרון אקולוגי-סביבתי הודות לייעול בניצול משאבים וחומרי גלם וצמצומן של פעולות מזהמות אחרות בשלבי הייצור והשינוע. על כן, עידוד מדינתי של התעשייה להשתמש בטכנולוגיות IoT הוא גם בעל ערך לקידום יעדי איכות סביבה וקיימות.
בנוסף , ניתן להשתמש בטכנולוגיה ישירות לצרכי תכנון ופיקוח רגולטורי בתחום הגנת הסביבה וקיימות. תחום זה מכונה ניטור סביבתי- Environment monitoring (EM), ועוסק בתכנון וניהול נכון של פרמטרים שונים כגון זיהום מים, זיהום אוויר, קרינה מסוכנת, שינויי מזג אוויר, אירועי רעידת אדמה ועוד.[51] דוגמא לכך, הוא מיזם אירופי בשם CITI-SENSE, שמטרתו להנגיש לציבור מידע בנוגע לאיכות האוויר בעיר מגוריהם. במסגרת המיזם עומלים על פיתוחה של תשתית חיישנים שניתנת לפרישה באזור גיאוגרפי מסוים, ובאמצעות מפות זיהום האוויר שיתקבלו, ניתן לאתר בקלות ובדיוק מפגעי זיהום כגון מפעלים החורגים מהתקן המותר, ולטייב את פעילות האכיפה הפלילית כנגדם.[52] כך, ניתן לרתום את השימוש בטכנלוגויות IoT לטובת אמצעי פיקוח רגולטוריים, טיוב אכיפה פלילית או עידוד רגולציה וולנטרית מצד פרטים ותאגידים.
גם בישראל נעשה בשנים האחרונות שימוש במערכות IoT לצורך ניטור מדדי איכות סביבה שונים, במסגרת יוזמות ציבוריות של גופים פרטיים, כגון סלקום. בכלל זה, נפרשו "חיישני איכות סביבה" במספר ערים ברחבי הארץ כדוגמת תל-אביב, חיפה, אשדוד, רמלה, פתח-תקווה, כפר סבאועוד, המנטרים מגוון פרמטרים כגון טמפרטורה, לחות, רעש, אבק, זיהום אוויר, איכות אוויר, קרינה, תאורה וכו'. נתוני החיישנים מועברים לענן והונגשו הן לרשויות מונציפיליות וגופי חירום כגון מכבי-אש ומשטרה, והן לציבור הרחב לשם שיפור השקיפות לתושבים ובעלי העסקים בעיר, דרך פורטל ייעודי באינטרנט.[53] בדומה, חברת RadGreen הישראלית פיתחה מערכת חיישנים ותוכנת ענן המנטרת 17 פרמטרים שונים של איכות הסביבה במרחב העירוני, לרבות עצמת הקרינה של רשתות סלולר, Wi-Fi, חשמל, עוצמות רעש ורמת הפחמן הדו-חמצני וחומרים מזהמים אחרים באוויר.[54] זאת, בנוסף לשיתופי פעולה נוספים בין רשויות מקומיות לחברות טכנולוגיה המציעות טכנולוגיות מבוססות IoT למטרת התייעלות אנרגטית וצמצום צריכת משאבי טבע.
מהצד השני של מטבע הקיימות, חשוב להיות מודעים לעלויות הסביבתיות הפוטנציאליות בהגברת השימוש בIoT. פרישת החיישנים, תהליך איסוף הדאטה הנרחב, והעברת המידע בתוך הרשת, כרוכים בצריכת אנרגיה רבה הן לצורך תפעול שוטף של המערכת והן לצורך ייצור המכשירים.[55] צריכת האנרגיה מתעצמת כאשר חלק גדול משימושי טכנולוגיית ה-IoT הם לניטור מדדים הדורשים מעקב תמידי, ולפיכך צורכים אנרגיה בכל עת. בנוסף, רב מכשירי הIoT- פועלים על בסיסן של סוללות חד פעמיות, מה שמכונה טכנולוגיה מבוססת EEE (Electrical and Electronic Equipment).[56] הסוללות אמנם מסייעות במידה מה לחיסכון באנרגיה, אך מגדילות את כמות הפסולת שנוצרת מהשימוש בטכנולוגיה זו (בנוסף על הגידול הצפוי בכמות החיישנים עליהם מבוססים מוצרי IoT, כ-EEE) . כך, נמצא שכמות הפסולת מסוג ה-EEE גדלה משנה לשנה בכ-2.5 מליון טון.[57] גם השימוש במערכות ענן עליהן מבוססת לרב טכנולוגיית הIoT אינו חף מנזקים סביבתיים, וכרוך בשימוש רב במים ואנרגיה על מנת לקרר את "חוות הדאטה" בהן נאחסן המידע הרב,[58] ה-Data Center, שמייצרות כמות משמעותית של חום עודף בפעולתן, וזאת רק על קצה המזלג.
על כן, חרף היתרונות הסביבתיים הרבים לשימוש בטכנולוגיית IoT, טמונים בה חסרונות לא מעטים המצדיקים בחינה של העלויות הסביבתיות טרם שימוש רחב היקף בטכנולוגיות IoT. יש לציין כי נוכח קיומם של פיתוחים שונים המבקשים להקל את הנזקים הסביבתיים שנלווים לשימוש בIoT, למשל מעבר לסוללות רב פעמיות,[59] ייתכן ובעתיד ניתן יהיה לממש את הפוטנציאל של טכנולוגיות אלו לתרומה להגנת הסביבה בצורה מיטבית.
רפרנס לאינפוגרפיקה: IoT וקיימות
הערות ומקורות
[1] ראו: דוח ה-FTC, 2015 (“devices or sensors —other than computers, smartphones, or tablets—that connect, communicate or transmit information with or between each other through the Internet”).
[2] שם.
[3] ראו: דוח ה-OECD, 2016 (" IoT refers to an ecosystem in which applications and services are driven by data collected from devices that sense and interface with the physical world ").
[4] שם.
[5] Advent of artificial intelligence programs, big data, and internet of things (IoT), 1 Information Law § 1:13 (Dec. 2020)
[6] Greer et. al., Cyber-Physical Systems and Internet of Things (NIST special publication, 2019) (link) (“Through cyber-physical systems, the physical world is linked with the virtual world to form an Internet of Things, Data and Services”).
[7] ראו: דוח חברת מקנזי, 2015. עם זאת, העלייה במחירי חומרי הגלם והשבבים בשנה האחרונה עשויה לפגוע במגמה זו (קישור לידיעה באתר Bloomberg (2021).
[8] Scott R. Peppet, Regulating the Internet of Things: First Steps Toward Managing Discrimination, Privacy, Security, and Consent, 93 Tex. L. Rev. 85 (2014).
[9] מזהה ייחודי הצרוב ברכיבי חומרה לתקשורת נתונים בעת הייצור (כרטיסי רשת, מודמים וכו').
[10] דוח ה-OECD, 2016.
[11] דוח חברת מקנזי, 2015.
[12] Peter Swire & Jesse Woo, Privacy and Cybersecurity Lessons at the Intersection of the Internet of Things and Police Body-Worn Cameras, 96 N.C. L. Rev. 1475 (2018); Daniel Burrus, The Internet of Things is far Bigger than Anyone Realizes, Wired (Nov. 2014).
[13] דוח חברת מקנזי, 2015.
[14] שם; דוח ה-OECD, 2016; Burrus, לעיל ה"ש 29.
[15] דוח חברת מקנזי, 2015.
[16] דוח ה-OECD, 2016.
[17] דוח חברת מקנזי, 2015.
[18] ראו: מגזין רשות החדשנות מס' 11, https://innovationisrael.org.il/magazins/4504.
[19] דוח חברת מקנזי, 2015.
[20] שם.
[21] שם.
[22] קישור לסקירת טכנולוגיות מסוג זה באתר ConnecTeam (2021).
[23] דוח חברת מקנזי, 2015; Peppet, לעיל ה"ש 25.
[24] קישור לידיעה באתר VOX (2021).
[25] לדיון באפליית מחירים והאופן בו טכנולוגיות IoT תומכות ומחזקות תופעה זו, ראו להלן פרק III.ג.
[26] דוח חברת מקנזי, 2015.
[27] שם.
[28] שם.
[29] דוח ה-OECD, 2016.
[30] דוח חברת מקנזי, 2015. דוגמה עדכנית למערכות אלו היא חברת אופטיבס הישראלית, המפעילה טכנולוגיה לייעול תחבורה ציבורית בכ-500 ערים בעולם. ראו, גיא ליברמן "עם רוח גבית מעליבאבא ומפייסבוק: הכירו את הישראלים שרוצים ללמד את העולם מהי תחבורה ציבורית יעילה" גלובס (22.10.2021).
[31] דוח ה-OECD, 2016.
[32] לדיון מקיף על ערים חכמות בהיבטי תכנון, תשתיות טכנולוגיות והאיומים החברתיים הכרוכים בהן, ראו: העיר בעידן הדיגיטלי (טלי חתוקה עורכת, 2018) (קישור).
[33] דוח חברת מקנזי, 2015.
[34] שם.
[35] Burrus, לעיל ה"ש 29.
[36] דוח חברת מקנזי, 2015.
[37] שם.
[38] שם; דו"ח ה-OECD, 2016.
[39] דוח חברת מקנזי, 2015.
[40] ראו: מגזין רשות החדשנות מס' 11, https://innovationisrael.org.il/magazins/4504.
[41] דוח ה-OECD, 2016.
[42] דוח חברת מקנזי, 2015.
[43] Peppet, לעיל ה"ש 25.
[44] דוח ה-OECD, 2016.
[45] לתיאור מגוון הנתונים והמידע האישי המופקים ממכשירי IoT לבישים למטרות ספורט ובריאות, ראו: הרשות להגנת הפרטיות המלצות להתנהלות הציבור בשימוש במכשירים לבישים למטרות ספורט ובריאות (30.11.2021) (להלן: המלצות הרשות להגנת הפרטיות, 2021)
[46] Peppet, לעיל ה"ש 25.
[47] דוח חברת מקנזי, 2015.
[48] שם.
[49] שם.
[50] Peppet, לעיל ה"ש 25.
[51] Silvia Liberata Ullo and G. R. Sinha, Advances in Smart Environment Monitoring Systems Using IoT and Sensors, PMC- US National library of Medicine (May 31, 2020) (link)
[52] Development of sensor-based Citizens' Observatory Community for improving quality of life in cities, European Commision (link)
[53] ראו למשל: מאיר אורבן "סלקום מאיר עשת "האירוע הגדול בעולם לתחום ה- IOT שמתקיים בברצלונה הביא כבוד לישראל" ITNEWS (23.10.2018).
[54] לפרטים, ראו: https://radgreen.com
[55] Dyani Lewis, Will the internet of things sacrifice or save the environment?, the guardian (11.12.2016) (link).
[56] Electrical Engineering & The Internet of Things, iDTech (2016) (link); Is Your IoT Device Harming the Environment?, IEEE (link).
[57] The Global E-waste Monitor 2020, World Health Organization 13 (2020).
[58] על פי הערכות, חוות דאטה ממוצעת משתמשת בכ-13.6 מיליון עד 22.7 מיליון ליטר מים ביום. ראו:
Olivia Solon, Drought-stricken communities push back against data centers, NBC News (2021) (link)
[59] IEEE, לעיל ה"ש 71.
