Internet of Everything kommer att samla gamla och nya teknologier på ett sätt som i slutänden gynnar hela den medicinska industrin. Slutresultatet, ekonomiskt sett, blir att Internet of Everything (IoE) kommer att motsvara ett värde på över 14 triljoner USD under nästa decennium (enligt beräkningar från Cisco). Detta hävdar Zeljko Loncaric, marknadstekniker, congatec AG.

Internet of Things (IoT) ses allt oftare som en del av IoE, men det bör tilläggas att avgränsningar kommer att bli svåra att göra. Inom IoE/IoT kommer det nämligen att finnas ytterligare en (nominell) del med anknytning till medicinska enheter och även dessa kommer att bidra till IoE:s totala värde.

Detta värde – slutresultatet – är huvudsakligen relaterat till såväl de effektiviseringar som uppnåtts genom ett totalt utnyttjande av befintliga enheter som de fördelar som har genererats med hjälp av nya enheter. Nyckelordet här är enhet. Uppskattningsvis är idag mer än 99% av de enheter som skulle kunna vara anslutna fortfarande inte anslutna. Det är ur denna stora resurs av befintliga enheter som värdet ska växa fram, vilken även utgör en stor del av de tiotals miljarder enheter som kommer att utgöra IoE år 2020.

Syftet med anslutning av befintliga enheter är att öka deras värde genom att undanröja ineffektivitet, antingen med avseende på hur de används eller hur deras ”produkt” används. Men på vilket sätt gäller detta medicinska enheter? Vad kommer anslutningsmöjlighet att göra för den medicinska marknaden, hur kommer det att administreras och vad, i slutänden, kommer patienterna att vinna på det? Om det inte är direkt uppenbart för den tillfällige betraktaren kan det vara betryggande att veta att prognosen från tekniksektorn förutspår att det kommer att bli en mycket hälsosam marknad att ge sig in på.

Bli smartare!
Favorituttrycket som beskriver enheter som är en del av IoE är smarthet – saker blir smartare genom att de får förmåga att utväxla data, vilket rent praktiskt skulle kunna ses som förmåga att ställa och besvara frågor. För att lägga till smarthet till befintliga enheter krävs ett antal aspekter, inklusive kapacitet att samla in, utvärdera och kommunicera data.

Detta ger upphov till ytterligare en ny term: sensetroller, som beskriver kombinationen av en sensor och en mikrokontrollenhet, för att skapa en enhet med kapacitet att samla in data från sin omgivning och fatta beslut baserade på specifika parametrar. I kombination med anslutningsmöjlighet blir det uppenbart att denna förmåga sedan kan byggas ut till att inkludera data som samlas in från senstrollers utplacerade var som helst.

Nu blir det möjligt att utnyttja en inbyggd krets med en sensor, mikrokontrollenhet och trådlös anslutning, vilken bara mäter 1,0 mm på varje sida. Det är den här klassen av enheter som vi mycket väl kommer att få se användas inom telemedicin inom en nära framtid.

Men det är stor skillnad mellan att göra en hushållsenhet ”smart” och att ge medicinsk utrustning förmåga att fatta egna beslut. Det här kan i själva verket ses som skillnaden mellan enheter inom IoE – de som är avsedda att undanröja mänsklig inblandning och de som är där att öka den. Större delen av det värde som tidigare nämndes kommer tveklöst att komma från de förra, enheter som är tänkta att arbeta utan kostbar och riskfylld mänsklig inblandning – eller åtminstone minimera den så mycket som möjligt. Den senare typen, enheter som utformats för att öka mänsklig inblandning, kommer att vara synnerligen användbara inom hälsovårdsområdet.

För att illustrera detta, låt oss fundera på hur IoE ska avgränsas. Somliga (inklusive Freescale Semiconductor och ARM – två företag som ligger i framkant vad gäller teknologi för mikrostyrkretsar) förväntar sig att IoE-enheter kommer att falla inom två kategorier, de som är kontrollcentrerade och de som är datacentrerade.

Datacentrerade enheter kommer att användas för att ”gräva fram” data, upptäcka trender och vanor eller förutse och förhindra situationer som trafikstockningar. Kontrollcentrerade enheter kommer att användas för något som Freescale kallar TCC&R , Track, Command, Control and Route (spåra, beordra, kontrollera och styra). Patientövervakning skulle kvalificera sig för denna typ av IoE-tillämpning där en patient kan bära (eller till och med svälja) en sensor som övervakar temperatur, blodtryck och andra viktiga hälsotecken. Dessa data kan strömmas till en molnbaserad applikation som bedömer patientens tillstånd utifrån insamlade data och meddelar medicinsk personal vid en eventuell nödsituation.

Inbäddad intelligens
Halvledarstöd för IoE kommer att vara nödvändigt. Nivån av inbäddad intelligens som krävs för att förverkliga potentialen för miljarder anslutna enheter får inte underskattas. Den förutsättningen kommer emellertid att ställa specifika krav som leverantörerna arbetar med redan nu.

Unikt för den medicinska marknaden är att bearbetningskraven kommer att omfatta ett spektrum från ultrahög prestanda för medicinska bilder till ultralåg effekt för sväljbara sensorer och allt däremellan. Diskuteras kan huruvida någon annan vertikal sektor kommer att ha lika bred bearbetningskravbild för IoE-inriktade enheter.

Ett bra exempel på hur halvledarleverantörer riktar sig till denna växande marknad är processorfamiljen Quark från Intel som är avsedd för IoT och offrar funktioner som grafisk bearbetning till förmån för lägre driftseffekt och ändå behåller x86-instruktionerna. I det här avseendet blir det konkurrens från ARM-baserade enheter, som de som utvecklas av Freescale Semiconductor, STMicroelectronics, Texas Instruments med flera.

Men trots att ARM är allestädes närvarande bland halvledarleverantörer har Intel en mer sammanhängande IoT-strategi genom kombinationen av egna processorer och de relativt nyligen genomförda uppköpen av specialisten på inbäddad programvara, Wind River, och Internetsäkerhetsexperten, McAfee. Tillsammans kommer dessa produkter och tjänster att leverera en övertygande plattform för OEM-företag som utvecklar IoE-applikationer för färdig hårdvara som t ex Computer-On-Module (COM).

Conga-QA3 (se figur 1) med Intel Atom-processor (kodnamn Bay Trail) som är baserad på Qseven-modulstandard och certifierad för Intel Gateway Solutions för IoT är ett bra exempel på hur kombinationen av pålitlig maskinvara och konsekventa programvarupaket ger en ”förtroendegrund” för säker IoT-applikationsutveckling. Genom att lägga till ett baskort med TPM-chip (Trusted Platform Module) hjälper congatec till att säkerställa att applikationer kan användas med maximal datasäkerhet.

Stora halvledarföretag och även systemnivåintegrerare utvecklar nu aktivt gateway-lösningar för IoT. Eftersom gateways redan finns i en ansluten infrastruktur kommer deras funktion i IoE att vara annorlunda. De kommer att behövas som gränssnitt till ett bredare utbud av nya enheter − senstrollers − som kan komma från olika leverantörer som väljer olika protokoll och erbjuder olika tjänster. Denna sammanblandning av noder kommer att kräva gateways som kan hantera flera gränssnitt som kanske inte styrs av ”traditionella” Internetprotokoll men kommer ändå att kräva hög servicekvalitet.

Det är i denna enhetsklass med intelligenta sensorer, som växer och utvecklas, som mycket av IoE:s värde i allmänhet, och nya hälsovårdstjänster i synnerhet, kommer att förverkligas. Men vi får inte förbise att mycket av dagens specialistutrustning inom medicin, som röntgenutrustning och MRI-skannrar, redan finns i nätverk. Att ge större tillgång till dessa livsviktiga enheter kommer att kräva en högre säkerhetsnivå i en infrastruktur som av tradition är öppen − Internet.

Framtida funktioner
Med sina unika krav på halvledarbranschen kommer marknaden för medicinska enheter vad gäller IoE att innebära gigantiska möjligheter i fråga om potential. Det är väl dokumenterat att förutom att vi hela tiden blir fler lever vi också längre. Framstegen inom traditionell medicin bär ansvaret för den ökande befolkningen, men det är morgondagens hälsovårdsteknik som vi kommer att förlita oss på i fråga om lång livslängd.

Marknaden för hemhälsovård kommer att vara tätt knuten till IoE. Sensorer kommer att finnas överallt i våra hem, kläder och kroppar för att övervaka ett växande antal fysiska tillstånd. Även om de initialt används för att övervaka och kontrollera befintliga tillstånd mer (kostnads) effektivt är det även troligt att fler av oss kommer att utnyttja preventiva åtgärder för att förlänga vår goda hälsa. Det finns redan en stor marknad för ambitiösa idrottare för övervakning och registrering av deras framsteg under träning. Samma teknik kommer troligen att utökas till vardagsaktiviteter så att vårt allmänna hälsotillstånd kan mätas.

Detta kommer, i slutänden och troligen oundvikligen, att innebära att dessa enheter blir en del av den datacentrerade delen av IoE, men när de är helt integrerade i våra vardagsliv kommer de även att vara kontrollcentrerade. Att tänka sig att komma hem och se favoritmaten tillagad av köksutrustningen eftersom kroppssensorerna har bekräftat ett kaloriintag som är lägre än normalt eller att fler steg än normalt har tagits under dagen. Det kanske låter långsökt men det finns inom räckhåll och innebär obestridliga fördelar för hälsan.

Förutom nätverket för kroppen kan vi även förvänta oss att mer ”intima” sensornoder blir en del av våra normala rutiner. Någon dag kommer kanske konceptet badrumsvåg att försvinna från våra lexikon. Istället kommer vi att förlita oss på svalda eller inplanterade sensorer som mäter vårt välmående och varnar oss − eller än mer vår hälsovårdsleverantör − vid viktiga förändringar av vårt hälsotillstånd.

Dessa data kommer att vara mycket värdefulla, inte minst för försäkringsbranschen. Det finns redan enheter som kan övervaka bilkörning så att försäkringsbolag kan erbjuda lägre premier till ”duktiga” bilförare. Troligen kommer liknande att finnas för hälsoförsäkringsbolag inom en kort tidsram. IoE är ett enormt koncept, men vad gäller kraven på infrastruktur är den medicinska delen begripligt nog mer komplex. Dataintegritet, patientjournaler och kontroll över medicinsk utrustning måste alla beaktas för att dess potential ska kunna förverkligas.

Slutsats
Mycket av den teknik som krävs för att förverkliga IoE är redan väletablerad. Det finns redan miljontals enheter som är anslutna till Internet. Men det är ändå bara en liten procentandel av det totala antal enheter som redan används över hela världen. Vinsterna på att ansluta dessa befintliga enheter har redan värderats och rör sig om tiotals miljarder dollar.

Att lägga till anslutningsmöjligheter till allting är fysiskt inom vår räckvidd. IPv6 kan ge stöd för tillräcklig kapacitet så att varenda stjärna i vårt kända universum kan ha 4,8 triljoner adresser. Denna ofattbart stora siffra är första steget mot allestädes närvarande anslutning, men ännu är det långt kvar. Det kommer att krävas nya processorer som passar perfekt till de omfattande kraven för IoE, ny sensorteknik kommer att krävas för att överbrygga klyftan mellan den riktiga världen och den digitala domänen och högre säkerhetsnivåer måste utvecklas som skydd mot skadliga och oönskade nätverksintrång. Allt detta återstår att göra, men det är inte slut med det. När infrastrukturen för IoE väl har etablerats kommer det att finnas möjlighet till nya användningstyper, speciellt inom den medicinska marknaden. Potentialen för innovation inom hälsovårdsenheter har ännu inte börjat tömmas, men lovar stora fördelar för patienterna och hälsovårdspersonal, för att inte tala om den medicinska branschen som helhet.

Styrkan i IoE ligger inte nödvändigtvis i det vi kan föreställa oss idag, utan i det som vi ännu inte har börjat utforska. Hastigheten för anpassning av preventiv medicin kommer tveklöst att accelereras genom ekonomiska incitament, men det är mycket troligt att majoriteten av människorna kommer att uppleva fördelarna långt före de monetära vinsterna infinner sig. Tack vara IoE kan vi alla se fram mot ett längre och lyckligare liv.
Zeljko Loncaric, marknadstekniker, congatec AG

conga-QA3 Qseven Computer-on-Module med Intel Atom Processor och baskort för Intel Gateway Solution IoT

Filed under: Embedded