Komputasi edge untuk IoT

Saat ini, komputasi edge telah menjadi teknologi pelengkap penting untuk IoT, membantu mempercepat waktu pemrosesan data, mengurangi latensi, dan meningkatkan keamanan berbagai perangkat IoT.

Banyak aplikasi modern bergantung pada komputasi edge di IoT untuk fungsinya. Dari perangkat yang terhubung yang memungkinkan profesional kesehatan memantau pasien dari jarak jauh. Sensor mengoptimalkan arus lalu lintas di area yang padat dan sistem mengontrol bendungan hidroelektrik—contoh penggunaannya sangat luas dan beragam.

Sebuah laporan baru-baru ini memproyeksikan bahwa jumlah perangkat IoT di seluruh dunia akan mencapai 18 miliar pada akhir tahun 2025, meningkat 1,6 miliar dari dua tahun sebelumnya.¹

Komputasi edge sangat penting untuk memastikan bahwa data yang dihasilkan perangkat ini diproses di edge dan bukan di cloud, yang akan secara signifikan memperlambat jaringan seperti internet.

Menurut Fortune Business Insights, pasar global untuk komputasi edge bernilai lebih dari 10 miliar USD dua tahun yang lalu. Jumlah ini diperkirakan akan mencapai 182 miliar USD dalam enam tahun ke depan—tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 38,2%.²

Komputasi edge adalah sebuah kerangka kerja komputasi terdistribusi yang memindahkan aplikasi perusahaan lebih dekat ke sumber data yang mereka andalkan untuk fungsionalitasnya, seperti perangkat komputasi edge.

Dengan memindahkan aplikasi lebih dekat ke sumber, komputasi edge membantu mempercepat waktu untuk menghasilkan insight. Hal ini juga meningkatkan waktu respons dan meningkatkan bandwidth. Dengan penyebaran jaringan 5G, perangkat dengan konektivitas internet dapat menghasilkan volume data yang sangat besar.

Komputasi edge memungkinkan teknologi baru seperti komputasi cloud dan kecerdasan buatan (AI) yang bergantung pada data ini untuk berkembang.

Internet of Things (IoT) mengacu pada jaringan perangkat fisik, sering disebut perangkat “pintar”, yang disematkan dengan sensor dan perangkat lunak. Perangkat ini terhubung ke jaringan seperti internet, sehingga perangkat dapat mengumpulkan dan berbagi data dalam jumlah besar.

Contoh perangkat IoT termasuk peralatan rumah pintar seperti lemari es dan termostat, serta sistem yang lebih maju seperti turbin angin, bendungan hidroelektrik, dan drone.

Komputasi edge secara signifikan meningkatkan efisiensi perangkat IoT dengan memproses data yang dikumpulkan lebih dekat ke sumbernya. Pendekatan ini menghindari pemindahan data ke pusat data terlebih dahulu.

Dengan memproses data lebih dekat ke tempat pengumpulannya, komputasi edge secara signifikan mempersingkat waktu pemrosesan data IoT, sehingga teknologi menjadi lebih efisien dan meningkatkan jumlah contoh penggunaan dan pengaplikasian.

Komputasi edge IoT menggunakan perangkat dan sensor untuk mendorong data melalui sistem, memproses, dan menyimpannya—semuanya tanpa memindahkannya ke pusat data. Dengan menyebarkan beban kerjanya di beberapa perangkat, komputasi edge IoT memastikan bahwa tidak ada satu perangkat pun yang kelebihan beban. Berikut adalah detail prosesnya.

1. Pengumpulan data: Sensor pada perangkat IoT mengumpulkan data. Contohnya termasuk kecepatan angin dan arah pada turbin atau suhu kamar pada termostat pintar.
2. Pemrosesan lokal: Data diproses secara lokal melalui perangkat edge, biasanya gateway atau server terdekat, yang menganalisisnya menggunakan sumber daya komputasi lokal.
3. Penyaringan data: Perangkat edge menyaring data mentah yang dikumpulkannya, membuang informasi yang tidak penting, dan memproses informasi yang relevan.
4. Otomatisasi: Ini mungkin adalah langkah paling kritis dalam keseluruhan proses, yaitu komputasi edge memungkinkan pengambilan keputusan otomatis untuk beberapa perangkat IoT. Sensor dapat diprogram untuk melakukan tindakan tertentu berdasarkan data real-time—misalnya, mematikan mesin yang terlalu panas atau membelokkan kendaraan otonom untuk mencegah kecelakaan.
5. Pemrosesan cloud: Langkah terakhir dalam proses ini melibatkan identifikasi data yang perlu dikirim ke cloud untuk pemrosesan, penyimpanan, dan analisis data lebih lanjut. Misalnya, menghasilkan insight inteligensi bisnis atau melayani tujuan pelatihan.

Perangkat IoT dan perangkat edge sangat mirip sehingga kedua istilah tersebut sering digunakan secara bergantian. Namun, ada beberapa perbedaan yang patut diperhatikan. Secara umum, perangkat IoT adalah komponen perangkat keras yang terhubung ke jaringan yang menghasilkan data melalui satu atau beberapa sensor. Perangkat edge juga merupakan bagian dari perangkat keras. Tidak seperti perangkat IoT, perangkat ini dirancang untuk mengumpulkan, memproses, dan menindaklanjuti data—bukan hanya menyimpannya.

Biasanya, perangkat edge lebih kompleks daripada perangkat IoT dan berisi lebih banyak bagian. Beberapa perangkat edge berisi daya pemrosesan dan sumber daya komputasi.

Ketika perangkat edge sangat terintegrasi ke dalam perangkat IoT, perangkat edge ini dapat dianggap sebagai komponen perangkat IoT itu sendiri, bukan sebagai sistem yang terpisah. Misalnya, ketika perangkat IoT dilengkapi dengan penyimpanan data dan daya komputasi yang cukup untuk membuat keputusan sederhana dengan latensi rendah.

Machine learning (ML), salah satu jenis AI yang berfokus melatih komputer untuk belajar seperti manusia, memiliki peran penting dalam sebagian besar komputasi edge dan aplikasi IoT.  

Dengan ML, IoT dan perangkat edge dapat dilatih untuk membuat prediksi dan memulai respons berdasarkan data yang telah dikumpulkan, disimpan, dan diproses.  

Antarmuka pemrograman aplikasi (API) ML mengumpulkan data dari perangkat edge IoT dan menggunakan algoritma ML untuk menemukan pola, perubahan kondisi lingkungan, dan banyak lagi. Dengan menggunakan informasi tersebut, perangkat edge dapat belajar untuk mengenali kondisi atau anomali tertentu dan memicu proses otomatis.

Sebagai contoh, perangkat edge IoT yang dilengkapi ML yang terpasang pada sensor aliran air dapat diprogram untuk membuka atau menutup saluran drainase agar air mengalir ke arah yang berbeda untuk mencegah banjir.

Melalui perangkat yang dikenal sebagai gateway IoT, komputasi edge dan perangkat IoT dapat terhubung dengan lingkungan komputasi cloud modern untuk meningkatkan fungsi-fungsi seperti pemfilteran data dan analisis. Gateway IoT adalah perangkat kecil yang dirancang untuk menghubungkan perangkat IoT ke cloud dengan menerjemahkan protokol komunikasi dan mengumpulkan serta memproses data secara lokal.

Gerbang IoT membantu memastikan aliran data yang andal dan aman antara perangkat IoT atau edge dengan sistem dan layanan berbasis cloud, meningkatkan efisiensi dan meningkatkan keamanan jaringan secara keseluruhan. Gateway IoT menggunakan berbagai kemampuan enkripsi untuk membuat data tidak dapat dibaca saat berpindah antara perangkat, pengguna, dan cloud, sehingga memastikan hanya pengguna yang berwenang yang dapat melihatnya.

Melalui gateway IoT, perangkat IoT memungkinkan berbagai layanan cloud seperti rumah pintar dan kota pintar, manajemen fasilitas jarak jauh, dan manajemen rantai pasokan.

Menggabungkan daya komputasi edge dengan fleksibilitas dan keberagaman aplikasi yang ditawarkan perangkat IoT dapat memberikan berbagai manfaat. Berikut adalah beberapa yang paling umum.

Komputasi edge dalam IoT telah mengubah cara perusahaan memantau kinerja aset mereka yang paling berharga dan mengumpulkan, menyimpan, dan memproses data. Mulai dari mengoperasikan kendaraan otonom dengan aman hingga membuat kota menjadi lebih aman dan mengoptimalkan sistem manufaktur yang kompleks, berikut adalah lima contoh penggunaan yang paling menarik.

Petugas kesehatan menggunakan sensor IoT dan komputasi edge untuk memantau pasien dari jarak jauh dan mengobati berbagai kondisi. Mulai dari melacak tanda-tanda vital hingga mengirimkan peringatan tentang perubahan kondisi kronis seperti diabetes dan murmur jantung, komputasi edge dalam IoT memainkan peran penting dalam pemantauan pasien jarak jauh. Komputasi edge membuat proses lebih aman dan lebih mudah bagi pasien dan penyedia perawatan mereka.

Solusi IoT dan kemampuan komputasi canggih memungkinkan kendaraan otonom, mulai dari mobil yang dapat mengemudi sendiri hingga pesawat tanpa pilot dan sistem persenjataan untuk melakukan berbagai tugas dengan aman dan efektif. Pesawat, drone, dan mobil semuanya perlu bereaksi terhadap perubahan lingkungan mereka secara nyaris seketika.

Kemajuan dalam komputasi edge untuk IoT telah membuat kendaraan otonom tidak terlalu bergantung pada komputasi cloud, sehingga data dapat diproses di edge jaringan dan bukan di pusat data.

IoT industri (iIot) melibatkan penambahan sensor IoT pada mesin yang rumit dan mahal yang digunakan dalam banyak proses manufaktur industri. Sensor edge dan IoT ini menganalisis aliran data yang konstan, menerapkan algoritma pembelajaran ML yang canggih untuk menemukan peluang peningkatan.

Sensor IoT juga dapat ditambahkan ke bagian yang lemah atau rentan pada sistem manufaktur untuk membantu para insinyur lebih memahami apa yang menyebabkan kegagalan terjadi.

Kota pintar, daerah perkotaan yang terhubung yang mengandalkan teknologi untuk mengumpulkan dan menganalisis data untuk meningkatkan kualitas hidup warga, sangat bergantung pada komputasi edge dan teknologi IoT.

Di kota pintar, pemerintah mengandalkan sensor yang dipasang di jalan, kendaraan, pembangkit listrik , dan lainnya untuk memberikan informasi real-time tentang kondisi. Informasi ini membantu mereka mengoptimalkan jaringan listrik, sistem lalu lintas, sistem tanggap darurat, dan bagian penting lainnya dari infrastruktur.

Teknologi IoT telah memungkinkan sebagian besar aspek rantai pasokan modern dikelola dari jarak jauh. Sensor yang ditempelkan pada barang pada saat pembuatan, misalnya, memberikan informasi status dan lokasi real-time. Data ini memberi pengguna gambaran real-time tentang inventaris mereka dan memungkinkan mereka untuk mengoptimalkan aliran barang.

Dalam pengaplikasian yang lebih maju, perusahaan telah menggunakan komputasi edge dalam sistem IoT untuk mengotomatiskan aspek manajemen inventaris, membebaskan sumber daya manusia untuk dikerahkan di tempat lain.