Esineiden internet eli IoT-laitteet sijaitsevat usein sähköverkon ulottumattomissa ja ovat siten usein akkukäyttöisiä ja kytkeytyvät internetiin langattomasti. Olli Väänänen tutki väitöskirjassaan yksinkertaisia menetelmiä tällaisten anturipohjaisten IoT-laitteiden energiankulutuksen pienentämiseksi. Tutkimuksen mukaan IoT-laitteiden akunkestoa on mahdollista pidentää merkittävästi yksinkertaisilla datan pakkausmenetelmillä.
Esineiden internet- eli IoT-laitteita on valtavasti erilaisia ja eri käyttötarkoituksiin. Yksi tyypillinen sovellus on ympäristödatan mittaaminen langattomalla anturilla. Mitattava ympäristösuure voi olla esimerkiksi lämpötila, ilmankosteus, ilmanpaine tai tuuli. Tällaisia sovelluksia voidaan hyödyntää maataloudessa.
- IoT-antureilla kerättyä paikallista säätietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi täsmäviljelyssä ja muissa älymaatalouden menetelmissä, Väänänen kertoo.
Langattomat anturisolmut ovat edullisia ja laskentateholtaan pienitehoisia laitteita, joiden energiankulutuksen tulisi olla pieni. Tällaiset anturisolmut ovat yleensä akkukäyttöisiä tai ne voivat jopa saada tarvitsemansa energian ympäristöstä.
- Anturidatan pakkaamisella ja muilla kevyillä reunalaskennan menetelmillä voidaan langattoman anturisolmun energiankulutusta vähentää merkittävästi, Väänänen toteaa.
Energiankulutuksen väheneminen datan pakkaamisella perustuu pienempään langattomasti lähetettävän datan määrään. Anturidatan pakkaamisella voidaan lähetyskertoja vähentää tai sitten yksittäisellä lähetyskerralla on pienempi datamäärä lähetettävänä. Lähetyskertojen vähentäminen on erityisen tehokas keino pienentää anturisolmun energiankulutusta. Langaton datan lähettäminen on suurin yksittäinen energiankuluttaja tällaisessa anturisolmussa. Lähetystapahtumien välillä radiolähetin voi olla pois päältä.
- Langattomia anturisolmuja voi olla kymmeniä, satoja tai jopa tuhansia sijoittuneina laajalle alueelle esimerkiksi viljelyalueille sähköverkon ulottumattomiin. Paristojen tai akkujen tyhjentyessä niiden lataaminen tai vaihtaminen on työlästä ja kallista, Väänänen kertoo.
Toinen menetelmä, jota Väänänen tutki väitöskirjassaan, on anturidatojen yhdistäminen johonkin toiseen dataan. Rikastamalla mitattua anturidataa esimerkiksi avoimella datalla, on antureiden määrää mahdollista vähentää tai mittaussyklejä pidentää. Laitteiden vähentäminen laskee kustannuksia ja mittaussyklien pidentäminen vähentää lähetyskertojen määrää ja siten pienentää energiankulutusta. Energiankulutuksen pieneneminen pidentää laitteiden elinaikaa.
Väänänen osoitti väitöskirjassaan, että kehittämänsä kevyet lineaariseen regressioon perustuvat anturidatan pakkausmenetelmät soveltuvat hyvin ympäristösuureiden pakkaamiseen. Pakkausmenetelmien avulla voidaan langattoman anturisolmun elinikää pidentää huomattavasti.
Olli Väänänen on valmistunut diplomi-insinööriksi (2002) ja tekniikan lisensiaatiksi (2016) Oulun yliopistosta. Hän on työskennellyt Nokia Networksillä testaussuunnittelijana sekä Botnia Hightechilla elektroniikkasuunnittelijana ja tiimipäällikkönä. Vuodesta 2005 alkaen hän on toiminut Jyväskylän ammattikorkeakoulu Jamkissa ensin lehtorina ja vuodesta 2017 alkaen yliopettajana. Väänäsen ohjelmisto- ja tietoliikennetekniikan väitöskirja ”Lightweight Methods to Reduce the Energy Consumption of Wireless Sensor Nodes with Data Compression and Data Fusion” tarkastetaan ensi viikolla.
Kuva: AdobeStock
STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.
Perinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.
Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.
BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.
