Không phải là một công nghệ hay một thiết bị riêng biệt. IoT có thể hiểu là mạng lưới các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, kết nối với mạng internet và kết nối với thế giới bên ngoài để thực hiện các công việc khác nhau. Đây là một thuật ngữ được đưa ra bởi Kevin Ashton (nhà khoa học đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành của Auto-ID Center, Đại học MIT) vào năm 1999. Tuy vậy, ngay từ đầu những năm 1980 đã có thiết bị kết nối internet đầu tiên là máy bán nước giải khát Coke ở Carnegie Melon University. Thuật ngữ IoT thực sự phổ biến sau hội nghị thế giới về công nghệ thông tin (Internet Protocol version 6 - Giao thức mạng Internet thế hệ 6) lần thứ 4 diễn ra tại Pháp năm 2014. Khái niệm về IoT được mô tả trong hình 1, bảng 1.
Hình 1: Khái niệm về IoT
Bảng 1: Lược đồ cấu trúc IoT
Nguồn: MacGillivray, Carrie, Worldwide Inter; IoT Growth estimates IoT – Growth trends
IoT – Nguồn cảm hứng sáng tạo
IoT có phạm vi ứng dụng rộng lớn, liên quan đến nhiều lĩnh vực công nghệ nên thu hút nhiều công ty tầm cỡ trên thế giới đầu tư vào nghiên cứu sáng tạo. Dựa trên tư liệu sáng chế (SC) từ các tổ chức cấp bằng SC khác nhau trên thế giới trong giai đoạn từ 2007 – 2017 và những thông tin được các doanh nghiệp công bố, Công ty Relecura Inc., đơn vị chuyên phân tích tư liệu SC đã phân tích xu hướng và thị trường công nghệ IoT. Theo đó, trong 10 năm qua, có gần 130 ngàn đơn đăng ký quyền sở hữu công nghiệp (SHCN) liên quan đến IoT, trong đó có 116.070 SC được nộp đơn, và 35.114 SC được cấp bằng. IoT có số lượng đơn đăng ký SC bắt đầu tăng mạnh kể từ năm 2011 và vẫn đang trong xu thế phát triển mạnh mẽ (BĐ1).
BĐ1: Phát triển đăng ký SC liên quan đến IoT trên thế giới
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Nộp đơn đăng ký bảo hộ SC liên quan đến IoT tại các nước đều tăng qua các năm. Trung Quốc, Mỹ, Hàn Quốc, EU và Nhật là những thị trường tiềm năng của IoT; lượng đơn đăng ký SC tại các nơi chiếm 75% tổng số SC thế giới (BĐ2, BĐ3).
BĐ2: Số lượng đăng ký SC liên quan đến IoT tại các nước
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
BĐ3: Phát triển đăng ký SC liên quan đến IoT tại các nước
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Xét theo tính chất doanh nghiệp, chiếm giữ nhiều SC là các công ty: Samsung, LG, Sony (điện tử tiêu dùng); Qualcomm, Huawei, Ericsson, Korea Electronics Telecom, ZTE (viễn thông), và IBM, Microsoft (phần mềm). Qualcomm dẫn đầu nộp đơn SC theo Hiệp ước hợp tác về sáng chế (PCT - Patent Cooperation Treaty) nhằm bảo hộ SC rộng rãi toàn cầu (BĐ 4).
BĐ4: Các doanh nghiệp dẫn đầu đăng ký SC liên quan đến IoT
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Các công ty hàng đầu về IoT đều có lượng SC tăng dần qua các năm. Công ty Qualcomm có lượng SC gia tăng đều đặn trong suốt 10 năm qua, ZTE bắt đầu gia tăng các SC liên quan đến IoT từ năm 2011, Intel từ năm 2013 và từ năm 2014, lượng SC về IoT bắt đầu tăng mạnh tại Samsung (BĐ 5).
BĐ5: Phát triển đăng ký SC liên quan đến IoT của các doanh nghiệp
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Đa dạng công nghệ liên quan đến IoT
Mạng lưới IoT tồn tại nhiều hợp phần, gồm các vật thể (máy móc, động vật, người,…), mạng truyền thông, hạ tầng máy tính, phần mềm, quản lý/xử lý dữ liệu, trao đổi thông tin, bảo mật,…. Do đó, IoT bao trùm nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau.
Trong mạng lưới IoT, các vật thể được gắn cảm biến hoặc hệ thống điện tử đặc biệt cho phép nhận dạng và kết nối chúng với nhau để thu thập, trao đổi dữ liệu và có thể điều khiển từ xa. Điểm quan trọng là các vật thể phải được định dạng, "đánh dấu" để phân biệt đối tượng đó với những thứ xung quanh. Có thể sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để “đánh dấu” như: RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kỹ thuật số...Việc kết nối có thể có dây hoặc không dây như: Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại... Internet đang mở rộng phạm vi kết nối, không chỉ giữa con người, mà còn với thiết bị, qui trình, dữ liệu, giữa các đồ vật với nhau đã tạo đà thúc đẩy phát triển mạnh IoT.
Trong tài liệu phân tích xu hướng phát triển công nghệ dựa trên tư liệu SC của Relecura Inc. đề cập đến 8 lĩnh vực công nghệ liên quan đến IoT gồm: mạng lưới, cảm biến, bảo mật, quản lý năng lượng, phân tích dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, xử lý dữ liệu và điện toán đám mây. Công nghệ về mạng lưới có nhiều SC nhất (81.319 SC), chiếm 62% SC liên quan đến IoT, đỉnh cao là năm 2016, có đến 13.835 SC. Kế đến là công nghệ về cảm biến, lượng SC gia tăng bứt phá từ năm 2009 và vẫn đang trong xu thế tiếp tục tăng mạnh. Khi gia tăng số lượng lớn các thiết bị kết nối, công nghệ bảo mật dữ liệu và an ninh mạng là vô cùng quan trọng, đây cũng là lĩnh vực được nhiều nhà công nghệ quan tâm. Công nghệ điện toán đán mây có lượng SC thấp nhất, nhưng từ năm 2011 đã bắt đầu gia tăng (BĐ6, Bảng 2).
BĐ6: Phát triển SC liên quan đến IoT theo lĩnh vực công nghệ
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Bảng 2: Số lượng SC liên quan đến IoT theo lĩnh vực công nghệ và thế mạnh của các công ty
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Trong bảng thứ hạng các đơn vị có nhiều SC theo lĩnh vực công nghệ, Samsung chiếm ví trí số 1 trong hầu hết các lĩnh vực trừ lĩnh vực quản lý năng lượng do Intel chiếm giữ; Qualcomm đứng thứ hai sau Samsung về công nghệ mạng lưới, bảo mật và phân tích dữ liệu; IBM có thế mạnh về lưu trữ, xử lý, phân tích dữ liệu, và lĩnh vực điện toán đám mây (Bảng 3).
Bảng 3: Thứ hạng các công ty có nhiều SC theo lĩnh vực công nghệ của IoT
Ghi chú: trong ngoặc là số lượng SC.
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
IoT thay đổi lối sống của con người
IoT nâng cao phương thức hoạt động, cách làm việc/giải trí, và cả cách tổ chức hoạt động của chính phủ hay của một doanh nghiệp…Tương lai, với IoT, mọi đồ vật sẽ được tích hợp các cảm biến, phần mềm,…để có thể kết nối với nhau và tương tác với con người để tạo nên thế giới vạn vật kết nối internet.
Được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, IoT thúc đẩy phát triển sáng tạo công nghệ, phát triển doanh nghiệp và kinh tế trên toàn cầu. IoT là nền tảng xây dựng xã hội thông minh. Ứng dụng IoT để quản lý/vận hành các dịch vụ/hệ thống tiện ích trong xã hội như giao thông, điện, nước, giám sát môi trường, quản lý cơ sở hạ tầng, y tế, giáo dục, bảo hiểm, ngân hàng, dịch vụ công cộng,…
Trong hoạt động doanh nghiệp, IoT xuất hiện ở nhiều lĩnh vực như nông nghiệp công nghệ cao, sản xuất chế tạo, năng lượng, chuỗi cung ứng, quản lý xây dựng, vận tải, bán lẻ… Đầu tư vào IoT nhằm tăng năng suất lao động lên cao nhất và có nhiều cơ hội phát triển sản phẩm mới, giảm thiểu rủi ro nhờ phân tích dự báo, giảm giá thành, tác động tích cực đến khách hàng và tăng lợi nhuận.
Không có giới hạn, IoT được ứng dụng với mọi vật, ở mọi nơi và mọi lúc. Các lĩnh vực ứng dụng IoT được Relecura Inc. đề cập gồm: tự động hóa, tự động hóa xưởng sản xuất, các dịch vụ tiện ích, thương mại điện tử, nhà thông minh, sức khỏe, thiết bị đeo, nông nghiệp và khai phá dữ liệu. Các SC liên quan đến ứng dụng IoT vào các dịch vụ tiện ích gia tăng mạnh từ năm 2010, tự động hóa và tự động hóa xưởng sản xuất bắt đầu phát triển từ năm 2011. Từ năm 2013, các SC liên quan đến ứng dụng IoT vào các thiết bị đeo gia tăng nhanh chóng (BĐ7).
BĐ7: Phát triển SC liên quan đến IoT theo lĩnh vực ứng dụng
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Ứng dụng IoT trong nhà được các nhà khoa học cũng như doanh nghiệp đầu tư phát triển, đến nay lĩnh vực này đã có 23.199 SC, kế đến là ứng dụng IoT trong các dịch vụ tiện ích. Trong nông nghiệp, với các hệ thống tưới, bón phân, giám sát môi trường,… thông minh dù được nhắc đến nhiều nhưng số lượng SC trong lĩnh vực này không nhiều: 2.327 SC.
Samsung hiện diện trong các công ty dẫn đầu về số lượng SC của hầu hết các lĩnh vực ứng dụng của IoT, trừ khai phá dữ liệu. Những SC ứng dụng trong nông nghiệp đa số của các viện/trường, nhiều nhất là các trường đại học của Trung Quốc. Đáng lưu ý là Công ty công nghệ Avago không hiện diện trong các công ty có SC liên quan đến các lĩnh vực ứng dụng IoT, nhưng lại là công ty nhận chuyển nhượng SC trong tất cả các lĩnh vực, trừ nông nghiệp và khai phá dữ liệu (Bảng 4, Bảng 5).
IoT đã tác động và ảnh hưởng tới mọi khía cạnh của cuộc sống cũng làm như thay đổi thói quen hành vi của con người, thậm chí cả những quan niệm, giá trị văn hóa. Với người dùng cuối, IoT giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc và thuận tiện hơn nhiều khi có thể điều khiển tự động mọi thứ xung quanh một cách thông minh.
Bảng 4: Số lượng SC liên quan đến IoT theo lĩnh vực ứng dụng và thế mạnh của các công ty
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Bảng 5: Các đơn vị dẫn đầu SC liên quan đến IoT theo lĩnh vực ứng dụng
Ghi chú: trong ngoặc là số lượng SC.
Nguồn: Relecura Inc.; Technology Landscape and IP commercialization Trends IoT - Internet of Things.
Chuẩn cho IoT
Đa dạng công nghệ và ứng dụng với nhiều giao thức kết nối như hiện nay là rào cản phát triển IoT. Do đó, thiết lập các tiêu chuẩn công nghệ và khả năng tương hợp là điều tối cần thiết để phát triển ứng dụng IoT. Từ năm 2013 đến nay, trong nỗ lực mở rộng phạm vi kết nối cũng như khẳng định vị trí trên “lãnh địa” IoT, đã xuất hiện các liên minh về chuẩn IoT (Bảng 6). Ngoài ra, cũng có khá nhiều nhóm khác nhỏ hơn đã tạo nên chuẩn riêng như oneM2M, ISA100. Điều này cho thấy IoT là thị trường tiềm năng mà rất nhiều công ty muốn đầu tư vào và đóng vai trò “chủ đạo”. Dự đoán đến năm 2017, khả năng một chuẩn chung mới thực sự xuất hiện hoặc các rào cản giới hạn về nền tảng sẽ được phá vỡ. Điều này phụ thuộc vào các công ty lớn, có sức ảnh hưởng đối với thị trường công nghệ như Qualcomm, Samsung, Intel, Microsoft, GE, IBM. Dù sao, sẽ tốt hơn khi những nhóm tiêu chuẩn IoT hợp tác với nhau, cho khả năng tương thích rộng rãi.
Bảng 6: Các liên minh về chuẩn cho IoT trên thế giới
Anh Tùng (CESTI)