Tehnologia ne schimbă viețile cu o viteză pe care puțini o puteau anticipa în urmă cu doar câțiva ani, iar concepte care păreau de domeniul științifico-fantastic , de la orașe inteligente la obiecte conectate care anticipează nevoile utilizatorilor, devin realitate cotidiană.
În centrul acestei revoluții se află Internetul Lucrurilor (IoT) și evoluția sa către AIoT, Inteligența Artificială aplicată obiectelor conectate, un domeniu care promite să facă interacțiunea cu tehnologia mai intuitivă, mai eficientă și mai predictibilă.
Pentru a înțelege mai bine cum aceste tehnologii ne influențează prezentul și ne vor modela viitorul, am stat de vorbă cu Conf. Univ. Dr. Habil. Ana Maria Drăgulinescu, specialist în IoT și AIoT, în cadrul Universității Politehnica din București.
Despre tendințele globale în IoT, despre potențialul real și limitele AIoT, dar și despre ce înseamnă să fii specialist într-un domeniu care se schimbă cu o rapiditate uimitoare, vă invităm să aflați în ceea ce urmează.
Reporter: Aș vrea să explicați pentru publicul larg, care nu are cunoștințe tehnice, ce înseamnă Internet of Things, adică „Internetul lucrurilor”, și apoi ce înseamnă AIoT sau „Inteligența artificială a lucrurilor”
A-M.D: Internetul lucrurilor este o paradigmă foarte interesantă, care nu s-a născut așa dintr-o dată, ci a evoluat în timp. Poate unii dintre noi ne aducem aminte cum a evoluat inclusiv internetul, pentru că, vedeți, termenul este legat de evoluția internetului. A existat întotdeauna dorința de a colecta date în mod autonom de la diferite dispozitive și de a le interconecta într-un mod inteligent.
Practic, Internetul lucrurilor nu este altceva decât o conexiune inteligentă de dispozitive care pot comunica între ele și pot transmite diferite date în diverse domenii și aplicații. Pe scurt, acesta este Internetul lucrurilor.
Iarăși, pentru a da un exemplu din istorie, undeva prin 1980, cei de la Coca-Cola au reușit să conecteze un automat de vândut sticle de Coca-Cola astfel încât să poată monitoriza cât de rece este frigiderul sau câte produse mai sunt, ceea ce astăzi vedem în automatele moderne. Acela a fost, de fapt, precursorul Internetului Lucrurilor de astăzi.
Inteligența artificială a lucrurilor a evoluat și ea. Mai întâi a existat evoluția Internetului lucrurilor, așa cum spuneam, încă din 1980. Apoi, în 1999, directorul executiv de la MIT, Kevin Ashton, a furnizat o definiție a Internetului lucrurilor, spunând că oamenii nu au suficient timp să colecteze date și să le prelucreze. Atunci s-a mizat pe autonomie. Practic, Internetul lucrurilor a evoluat, la fel și inteligența artificială. Știm de la testul Turing că Internetul lucrurilor fără inteligență artificială întâmpină limitări. Astfel, s-a pus problema ca fiecare strat al arhitecturii IoT să includă algoritmi și inteligență, inclusiv la nivelul dispozitivului.
Ceea ce, culmea, s-a reușit abia după miniaturizarea componentelor embedded și, pe fiecare strat, nivelul de conectivitate, EDGE, nivelul „fog” sau „ceață”, cum îi spunem noi, s-au implementat algoritmi, pas cu pas. Algoritmi care să fie posibil de implementat pe diferitele straturi, având în vedere puterea de calcul, având în vedere cerințele de latență scăzută și, bineînțeles, cerințele de consum de energie scăzut pe care le are internetul lucrurilor.
Rep: Dumneavoastră însă ați ales de la bun început acest drum, și mi se pare foarte interesant, având în vedere că mulți absolvenți se respecializează. Când ați realizat că acesta este drumul dumneavoastră și ce v-a atras la el?
A-M.D: În 2013, care coincide cu anul în care Internetul Lucrurilor a început să se extindă rapid, am ales să realizez o lucrare de licență pornind de la un proiect european. Practic, nu lucram direct în cadrul proiectului, dar cadrul meu didactic îndrumător coordona respectivul proiect, care se desfășura în zona asistenței pentru seniori, asistență posibilă, bineînțeles, datorită Internetului lucrurilor.
Chiar atunci era un moment cunoscut, un avânt spectaculos. În cadrul lucrării de licență am făcut cunoștință cu sistemele de monitorizare bazate pe senzori, care permiteau recunoașterea fără mijloace audio sau video a diferitelor tipuri de persoane, copii, vârstnici sau chiar animale. De exemplu, un copil de un an și câteva luni are o talie similară cu cea a unui câine pe care îl avem acasă, iar atunci, fără mijloace audio-video, doar folosind senzori de mișcare, trebuia să detectez tipul persoanei și mișcările acesteia. În 2013, astfel de sisteme erau foarte interesante și extrem de dorite, dat fiind că proiectul european finanța astfel de activități.
Ulterior, am continuat cu lucrarea de dizertație în același domeniu, de data aceasta în zona contorizării persoanelor, și am păstrat dorința de a dezvolta sisteme care să nu folosească mijloace audio și video, chiar dacă atunci nu exista problema reglementărilor GDPR așa cum o avem astăzi. Practic, am continuat în acest mod.
Am ajuns la doctorat, am început o teză în domeniul sistemelor automate bazate pe senzori și am urcat treptat în ierarhia Internetului lucrurilor, timp în care m-am concentrat atât pe partea de percepție, senzori și actuatoare, cât și pe cea de conectivitate, lucrând și cu departamentul de telecomunicații. Am continuat cu procesarea la marginea rețelei, am folosit diverse instrumente și tehnici pentru procesarea datelor, și am ajuns să realizez, exact cum spuneam, că există anumite limitări dacă ne rezumăm doar la procese simple de semnal sau date. Atunci am făcut trecerea la inteligența artificială.
Rep: Dumneavoastră v-ați specializat inclusiv în Franța, ați făcut cercetare acolo. Întrebarea mea este: cum vedeți diferența dintre ceea ce se întâmplă în Franța și ceea ce se întâmplă în România? Unde suntem ca nivel, față de cercetarea de acolo?
A-M.D: O să vă dau câteva exemple, mai ales administrative, ca să înțelegeți cum se desfășoară activitatea unui doctorand acolo. Eu am ajuns la post-doctorat în Franța și le spuneam colegilor că am absolvit studiile doctorale în cinci ani, iar ei erau oarecum mirați și probabil își formaseră deja o etichetă: „cinci ani și gata”. Le-am explicat însă că în acest timp am scris peste 30 de articole și am fost implicată în peste 15 proiecte de cercetare. Ei mi-au spus că, în timpul celor trei ani de doctorat, ei se concentrează exclusiv pe teza lor, iar cadrele didactice îi direcționează strict către proiecte legate de teză.
În România, însă, dacă suntem doctoranzi, uneori vrem să mai lucrăm și pe alte proiecte, pentru că bursa nu este la fel de mare ca în Franța. În plus, mulți dintre noi suntem pasionați și de latura didactică și ne dorim foarte mult să facem transferul de cunoștințe și competențe către studenții mai mici. Practic, noi avem adesea și un job pe lângă activitatea de cercetare, în timp ce ei se concentrează doar pe doctorat. Desigur, există și cazuri în care doctoranzii colaborează cu industria sau caută alte forme de venit, dacă nivelul financiar nu le satisface nevoile.
De ce spun toate acestea? Pentru că finanțarea cercetării și a doctoranzilor este extrem de importantă. Este esențial să le oferim nu doar sprijin financiar, ci și mediul și oamenii potriviți pentru dezvoltarea lor. Mă întorc puțin la experiența mea din 2022, când am făcut acel stagiu în Franța, și am apreciat enorm disponibilitatea cadrelor didactice de acolo. Aveam întâlniri de trei-patru ori pe săptămână, adică, din cinci zile lucrătoare, cel puțin de trei ori ne întâlneam într-un birou, scriam pe tablă și discutam foarte detaliat.
Mi-a plăcut foarte mult această experiență și îmi doresc foarte mult, mai ales că acum am și abilitarea, să pot transmite și doctoranzilor mei aceeași metodă de lucru și același nivel de implicare.
Rep: Să ne întoarcem puțin la Internet, IoT, Internetul lucrurilor. Care sunt cele mai comune aplicații? Cum se reflectă acestea în viața de zi cu zi, astfel încât publicul să înțeleagă impactul domeniului în viața lor?
A-M.D: Cred că cel mai simplu domeniu de aplicații este cel al locuinței proprii, vorbim despre smart home. De aici am și început eu, cum spuneam, lucrarea de licență. Oamenii sunt familiarizați cu ideea de a putea avea, de exemplu, un interfon inteligent și să vezi cine intră, să știi cui să deschizi ușa. Această aplicație a pornit chiar de la ideea unui cercetător pasionat care lucra în garaj și dorea să știe cui deschide sau să poată vedea cine este la ușă, pentru că pierdea foarte mulți curieri. Deci, cele mai simple aplicații sunt cele din domeniul caselor inteligente.
Apoi avem clădiri inteligente. Există aplicații și în zona agriculturii inteligente. Fermierii sunt foarte bucuroși să poată automatiza anumite activități agricole, iar lista poate continua: campusuri inteligente, aplicații medicale și multe altele. De asemenea, avem acces la diferite dispozitive purtabile, numite tocmai pentru că le purtăm. Toate acestea fac parte din Internetul lucrurilor.
Rep: Nu toată lumea privește aceste tehnologii cu entuziasm sau cu brațele deschise. S-a întâmplat tot timpul în istorie. Există vreun motiv să ne temem de astfel de tehnologii? Ar putea, spre exemplu, să devină prea invazive, să ne fure datele sau să se întoarcă cumva împotriva noastră?
A-M.D: Din păcate, există riscuri, mai ales în ceea ce privește partea de cibersecuritate. Nu este vorba că dispozitivele în sine ar dobândi o capacitate de acțiune independentă, ci noi le oferim această capacitate. Evident, prin intermediul persoanelor care, în loc să acționeze în beneficiul societății, aleg să acționeze în detrimentul acesteia.
Noi trebuie să fim, bineînțeles, vigilenți. Exact cum ne instalăm un sistem de alarmă acasă când suntem plecați, ca să nu fie invadată locuința, la fel se întâmplă și cu dispozitivele din Internetul lucrurilor. Fiind interconectate într-un mod atât de extins și existând atât de multe dispozitive, acestea pot deveni porți de intrare pentru diferite atacuri cibernetice. Deci da, pericolele sunt reale.
Rep: Aș vrea să vă întreb care sunt cele mai promițătoare inovații din domeniu, pe care dumneavoastră le urmăriți cu interes în acest moment?
A-M.D: Mi se pare foarte interesant, acum, nu doar Internetul lucrurilor, ci și alte rețele care au apărut, cum ar fi internetul vehiculelor, internetul vehiculelor autonome și internetul dronelor. Domeniul a evoluat atât de mult încât deja vorbim despre interconectarea diferitelor tipuri de obiecte.
Nu mai este vorba doar despre conectarea generală a obiectelor, ci începem să particularizăm pentru diferite tipuri de dispozitive. În prezent, un domeniu de interes pentru mine este cel al sistemelor de navigație inerțială, de exemplu pentru drone, în medii în care nu se poate folosi GPS sau în care semnalul GPS poate fi corupt.
Există posibilitatea ca semnalul să fie falsificat, fenomen pe care noi îl numim GPS spoofing. Acesta este, din punctul meu de vedere, un domeniu extrem de interesant, atât pentru societatea civilă, cât și pentru alte aplicații.
Rep: Cum vedeți dumneavoastră viitorul acestor tehnologii? Odată la scară globală și apoi la nivelul României. Se tem românii prea mult de astfel de tehnologii sau sunt pregătiți să le adopte pe scară largă?
A-M.D: În opinia mea, din ce am putut observa, noi, ca popor, suntem destul de deschiși către tehnologii. Să nu uităm cum îi vedem poate și pe copiii noștri, sunt dornici să primească ultimul telefon, ultima versiune. Casele românilor, ale cunoscuților mei, deja includ astfel de dispozitive integrate.
Dar, în același timp, trebuie să fim atenți să nu cădem în capcana complexității. De ce spun asta? O scriitoare britanică, foarte pasionată de tehnologie, și-a cumpărat o casă inteligentă și a primit un manual PDF de 500 de pagini. Trebuie să ne asigurăm că tehnologia ne simplifică viața, nu să ne complice mai mult. Iar cercetătorii sunt foarte conectați și dornici să vină cu soluții noi.
Deja nu mai este vorba doar de conectarea unui număr cât mai mare de senzori sau dispozitive, ci de utilizarea eficientă a datelor colectate de acești senzori, astfel încât să oferim decizii cât mai bune pentru utilizatori și pentru sistemele în care acestea sunt integrate.
Rep: Cum vedeți dumneavoastră relația dintre astfel de tehnologii și oameni în viitor?
A-M.D: Până la urmă, ține foarte mult de capacitatea noastră de a inova și de nevoile noastre. Absolut orice vedem în jurul nostru a apărut mai întâi ca răspuns la o nevoie și nu neapărat ca o dorință de a mai aduce ceva în plus ulterior. În zona industrială, de exemplu, vrem să fim tot timpul cu un pas înaintea celorlalți, tocmai pentru a câștiga teren.
Dar în cercetare, mai întâi trebuie să existe o nevoie reală, pentru că altfel nu există nici interes ca oamenii să se implice. Și de ce spun asta? Pentru că sunt aplicații în care ai nevoie de subiecți umani și, bineînțeles, să ai în spate avizele unor comisii de etică. Nici nu se pune problema fără acestea, dar mai întâi subiecții trebuie să fie dispuși să participe la respectivele experimente, care pot valida o soluție tehnologică.
Deci, în primul rând, totul ține de necesitate și de deschiderea noastră, ca oameni, de a duce mai departe tehnologia.
Rep: Care sunt cele mai mari provocări cu care vă confruntați în domeniul dumneavoastră de activitate și mă refer o dată la cercetare, dar și la nivel de profesor?
A-M.D: Pe partea de cercetare, aș menționa faptul că depindem foarte mult de finanțare pentru a ne aproviziona cu diferite consumabile, echipamente și tot ce avem nevoie pentru a ne desfășura activitatea. Aceste finanțări sau apeluri la finanțare nu sunt disponibile tot timpul, iar în momentul în care resursele noastre sunt epuizate, poate să nu apară imediat un alt proiect prin care să ne putem finanța.
În primul rând, cred că este o problemă pe partea de finanțare. Ar trebui încurajată mai mult activitatea noastră de cercetare, să fie deschise mai multe competiții,nu neapărat să ni se ofere ceva implicit, ci să putem aplica la cât mai multe competiții și să arătăm că soluțiile pe care le propunem merită finanțate.
Apoi, mai văd un alt aspect. Este nevoie de o colaborare mult mai intensă cu industria și în partea de cercetare.
Și de ce spun acest lucru? Pentru că industria vine cu o experiență foarte practică și foarte ancorată în nevoile societății. Noi venim cu capacitatea de a produce soluții care merg dincolo de stadiul actual al cercetărilor. Consider că împreună, industria și comunitatea academică, ar putea rezolva mult mai multe probleme decât o fac separat.
Rep: Puteți să ne descrieți o zi din viața dumneavoastră de cercetător?
A-M.D: Trebuie să țineți seama că eu sunt și mămică a trei fete. Și consider că mămicile din mediul academic sunt puțin mai aparte, pentru că trebuie să îmbine nevoile familiei cu cele academice. Ziua nu începe, bineînțeles, doar cu partea profesională. În afară de asta, avem responsabilități familiale, iar apoi avem ore didactice pe care trebuie să le realizăm. Abia după aceea putem să ne ocupăm de cercetare, care, la rândul ei, nu se termină la ora 17:00, cum cred unii, să închidem biroul și să plecăm. Noi continuăm și ulterior.
Partea interesantă este că, deși avem o mare flexibilitate în mediul academic, există momente, săptămâni sau chiar luni în care trebuie să depășim mult orele planificate. Nu vreau să dau ore exacte sau date, dar este nevoie de dedicare.
Eu vreau să încurajez tinerii să intre în mediul academic. Nu spun că este un mediu perfect, nicăieri nu este un mediu perfect, dar este un mediu care te ajută să te dezvolți și să te împlinești foarte mult. Deci, sincer, nu aș da înapoi, indiferent de ce mi s-ar spune.
Rep: Ce competențe ar trebui să aibă un tânăr ca să urmeze un drum în același domeniu?
A-M.D: Cred că m-aș concentra mai degrabă pe zona de abilități decât pe cea de competențe și aș spune că ar fi mai mult despre trăsăturile personale. Ar trebui să aibă o curiozitate foarte, foarte mare și să fie perseverent. Nu mă refer la competențe în sensul strict, ci mai degrabă la modul în care ar trebui să fie: curios, dornic să exploreze, cu multă răbdare, pentru că lucrurile nu se obțin imediat.
În plus, pe partea de abilități tehnice, bineînțeles, o cunoaștere prealabilă a domeniului este importantă, ca să aibă capacitatea de a pătrunde în domeniul pe care și-l dorește și să-l cerceteze.
Și apoi, cred că este foarte important să existe continuitate, adică puterea de a depăși ceea ce există deja în literatură sau în industrie și chiar să găsească soluții noi. Practic, trebuie să aibă și capacitate de rezolvare a problemelor.
Rep: Ați avut vreodată un moment în care ați simțit nevoia să renunțați și să urmați alt drum? Sau ați simțit dintotdeauna că acesta este drumul dumneavoastră?
A-M.D: Nu cred că nu avem cu toții momente în viață când ne simțim dezamăgiți de anumite lucruri. La astfel de momente emoționale, poate simți „parcă aș vrea să fac altceva”, dar este ceva doar de moment. Dacă mă gândesc rațional, niciodată n-am avut dorința reală de a face altceva sau de a vedea lucrurile fără perspectivă. Eu cred că nu există un dead-end. Există, de fapt, o răscruce, dincolo de care poți găsi ceva mult mai bun și mult mai împlinitor.
Rep: Aș vrea să alegeți un singur proiect pe care îl considerați definitoriu pentru cariera dumneavoastră și apoi să ne vorbiți puțin și despre planurile de viitor.
A-M.D: Cred că aș putea să nominalizez chiar ultimul proiect câștigat, și anume proiectul NAVIGATE. Acesta se bazează pe un sistem de inteligență artificială a lucrurilor pentru navigația inerțială a dronelor în medii cu semnal GPS compromis.
De ce spun că este definitoriu? Pentru că a fost câștigat pe primul loc pe axa de securitate civilă a societății, dintr-un total de 100 de proiecte depuse. Prin acest proiect am reușit să formez o echipă și să aduc alături de mine oameni tineri, astfel încât să nu fim doar o echipă care finalizează proiectul, ci un nucleu pregătit să se implice și în alte proiecte.
Deja depunem aplicații pentru alte proiecte împreună. Și de aceea spun că este definitoriu. Pentru că, în urma lui, s-a născut o echipă puternică și entuziastă. Pentru mine, aceste lucruri contează foarte mult , contează partea de mentorat și transferul de cunoștințe și experiență către tinerii cercetători.
Rep: Dacă ar fi să dați un sfat generațiilor următoare, legat de relația noastră cu tehnologia și de percepția pe care o avem acum asupra ei, care ar fi acel sfat?
A-M.D: Eu aș spune să folosească tehnologia ca pe un aliat, dar, în același timp, să-i cunoască și vulnerabilitățile. Și, mai ales pentru părinți, eu tot timpul spun… să-i învețe pe copii să fie creatori de tehnologie și să nu devină doar consumatori ai acesteia. De ce spun asta? Pentru că în fiecare copil văd o pasiune, cel puțin o capacitate, de a construi lucruri, iar ei au nevoie să fie expuși la soluții de calitate și să înțeleagă că și din propriile lor mâini pot crea astfel de lucruri, bineînțeles, dacă își doresc o carieră în acest sens.
Aș mai adăuga că ei trebuie să fie expuși, cu foarte mult discernământ, la toate soluțiile inovatoare. Mai ales că, după cum ne-am dat seama de-a lungul istoriei, nu toate lucrurile pot fi validate imediat și au nevoie de timp pentru a fi înțelese și aplicate corect.
