Viitekehys laitteiden semanttisen tason yhteentoimivuuteen älytiloissa

Väitöstutkimuksessa kehitetyt menetelmät ja teknologiat mahdollistavat entistä älykkäämmän ja joustavamman kommunikaation älytilan laitteiden välillä.

Älytilalla tarkoitetaan tilaa (esim. koti, työpaikka, auto, julkinen rakennus), jossa erilaiset laitteet tuottavat yhteistyössä ihmisen elämää helpottavia palveluita. Nykyään usein käytettyä termiä ”esineiden internet” voidaan pitää synonyyminä älytiloille. Esineiden internetillä ja älytiloilla on valtava potentiaali. McKinsey & Company arvioi, että esineiden internetillä on mahdollisuus kasvaa jopa 11 biljoonan dollarin markkinaksi vuoteen 2025 mennessä. Liiketoimintapotentiaalinsa lisäksi esineiden internetin ja älytilojen toivotaan tarjoavan ratkaisuja myös moniin yhteiskunnallisiin haasteisiin kuten esimerkiksi väestön ikääntymiseen.

Älytilojen keskeisenä ajatuksena on, että laitteet toimivat yhteistyössä jakaen tietoa ja palveluita älykkäästi ilman ihmisen apua. Jotta älytilojen potentiaali voidaan realisoida, on mahdollistettava semanttisen tason yhteentoimivuus laitteiden välillä. Käytännössä tällä tarkoitetaan sitä, että laitteiden viestinnässä välittämä tieto on esitetty siten, että tiedon merkitys ja konteksti on toisten laitteiden tulkittavissa ja pääteltävissä, vaikka kyseisiä laitteita ei välttämättä olisikaan suunniteltu käsittelemään kaikkia kyseisessä viestissä käytettyjä sanoja. Tämän kaltainen yhteentoimivuus mahdollistaa entistä joustavampien, laajennettavimpien ja älykkäämpien laitteiden ja järjestelmien kehittämisen. Semanttisen webin teknologiat tarjoavat tällaisia ominaisuuksia tiedon esittämiseen ja tietämyksen jakamiseen. Näiden teknologioiden hyödyntäminen älytiloissa on kuitenkin hankalaa, koska ne eivät sellaisenaan sovellu esimerkiksi yksinkertaisille laitteille eivätkä myöskään reaaliaikaiseen kommunikaatioon laitteiden välillä.

Väitöstyössä tutkittiin miten semanttisen webin teknologioita voitaisiin paremmin hyödyntää älytiloissa. Tutkimuksen päätulos on laitteiden semanttisen yhteentoimivuuden viitekehys, joka koostuu kolmesta itsenäisestä kontribuutiosta. Ensimmäinen kontribuutio on semanttisen tason yhteentoimivuusarkkitehtuuri, joka kuvaa miten semanttisen webiin pohjautuva yhteentoimivuus voidaan toteuttaa älytiloissa. Toinen kontribuutio on kompakti tiedonjakoprotokolla, joka mahdollistaa semanttisen webin teknologioiden hyödyntämisen resurssirajoittuneissa laitteissa ja verkoissa. Kolmas kontribuutio on semanttiseen webiin pohjautuvien älytilojen konfigurointimenetelmä, joka mahdollistaa älytilan muokkaamisen käyttäjän tarpeiden mukaiseksi. Tarjoamalla ratkaisuja laitteiden yhteentoimivuuteen ja älytilojen kehittämiseen liittyviin haasteisiin, väitöstyössä kehitetyt menetelmät ja teknologiat ovat osaltaan mahdollistamassa älytilojen ja esineiden internetin läpimurtoa.