Internet des objets

L'Internet des objets représente l'extension d'Internet à des choses et à des lieux dans le monde réel. Alors qu'Internet ne se prolonge habituellement pas au-delà du monde électronique, l'internet des objets (IdO) a pour but de l'étendre au monde réel en associant des étiquettes munies de codes, de puces RFID ou d'URLs aux objets ou aux lieux. Ces étiquettes pourront être lues par des dispositifs mobiles sans fil, ce qui devrait favoriser l’émergence de la réalité augmentée.

Définition de l'internet des objets

Il n’existe pas de définition standard et partagée de l’IdO.

Certaines définitions insistent sur les aspects techniques de l’IdO (« des objets ayant des identités et des personnalités virtuelles, opérant dans des espaces intelligents et utilisant des interfaces intelligentes pour se connecter et communiquer au sein de contextes d’usages variés »^[1]), d’autres portent sur les usages et les fonctionnalités (« la convergence des identifiants numériques »^[2]) notant qu’il devient possible d'identifier de manière unifiée des éléments d'information numérique (adresses) et des éléments physiques (une palette dans un entrepôt, ou un animal dans un troupeau).

Il est parfois suggéré que l'objet deviendra un acteur autonome de l'Internet, c'est-à-dire capable de percevoir, analyser et agir par lui-même dans les contextes des processus dans lesquels il sera engagé^[3]. Dans ce cas de figure, l'avènement de l'Internet des objets s'associe à celui des technologies ou méthodes de conception logicielle liées à l'Intelligence artificielle et des sciences de la Complexité. Le couple "objet physique" / "Intelligence virtuelle associée", qu'elle soit embarquée, distribuée ou hébergée dans le Cloud (Cloud computing) y est alors mentionné sous l’appellation "cyberobjet"^[4]. Les cyberobjets sont des acteurs potentiels des chaines de valeurs qui agissent sous le contrôle des opérationnels ou en partenariat avec eux. En accédant ainsi au statut d’assistants, de conseillers, de décideurs ou encore d’organisateurs (selon les cas), ils deviennent de véritables agents économiques^[5] et contribuent à la mutation des modèles économiques ou de gestion existants.

Une définition plus synthétique est la suivante : l’IdO est « un réseau de réseaux qui permet, via des systèmes d’identification électronique normalisés et unifiés, et des dispositifs mobiles sans fil, d'identifier directement et sans ambiguïté des entités numériques et des objets physiques et ainsi de pouvoir récupérer, stocker, transférer et traiter, sans discontinuité entre les mondes physiques et virtuels, les données s’y rattachant » ^[6].

Composants système

L’IdO n’est pas une technologie mais un système de systèmes. L’interopérabilité entre ces systèmes et l’intégration de tous les composants induisent une complexité forte. La capacité à gérer les interfaces est donc déterminante. Voici les principaux systèmes technologiques nécessaires au fonctionnement de l’IdO^[6]

Lier un objet ou un lieu à Internet est un processus plus complexe que la liaison de deux pages Web. L'Internet des objets exige sept composants :

1. Une étiquette physique ou virtuelle pour identifier les objets et les lieux. Quelques systèmes d'étiquetage sont décrits ci-dessous. Pour permettre aux étiquettes physiques plus petites d'être localisées elles doivent être embarquées dans des marqueurs visuels.
2. Un moyen de lire les étiquettes physiques, ou de localiser les étiquettes virtuelles.
3. Un dispositif mobile tel qu'un téléphone cellulaire, un organizer ou un ordinateur portable.
4. Un logiciel additionnel pour le dispositif mobile.
5. Un réseau sans fil de type 2G ou 3G afin de permettre la communication entre le dispositif portable et le serveur contenant l'information liée à l'objet étiqueté.
6. L'information sur chaque objet lié. Cette information peut être contenue dans les pages existantes de WWW, les bases de données comportant des informations de type prix, etc.
7. Un affichage pour regarder l'information sur l'objet lié. À l'heure actuelle, il est des plus probable que ce soit l'écran d'un téléphone mobile.

Étiquettes et systèmes de lecture d'étiquettes

Il y a un certain nombre de systèmes d'étiquetage différents en compétition.

Radio-étiquettes

Parfois désigné par l'anglicisme RFID, ce dispositif d'identification de radiofréquence est un petit transpondeur qui peut être lu à courte distance par un émetteur récepteur (lecteur). Comme les radio-étiquettes peuvent être très petites, elles sont souvent encapsulées dans un marqueur plus visible pour leur permettre d'être localisées.

Un lecteur de radio-étiquettes peut être ajouté à un téléphone mobile existant en tant que coque. Nokia produit ce type de coque pour ses téléphones portables 3220. A l'heure actuelle, peu de mobiles offrent des fonctionnalités de radio-identification, mais ceci peut changer puisque de tels mobiles peuvent être employés pour des paiements sans argent liquide et d'autres buts.

Depuis 2005, les voyageurs dans la ville de Hanau, près de Francfort en Allemagne peuvent payer les billets d'autobus en passant leurs téléphones Nokia au-dessus d'un lecteur adéquat installé dans les autobus. D'autres applications pour mobiles incluent l'échange de cartes de visite professionnelles électroniques entre les téléphones, ou l'utilisation d'un téléphone mobile pour s'enregistrer à l'aéroport ou à l'hôtel.

Étiquettes graphiques

Une étiquette graphique se compose d'une image sur un marqueur, qui peut être lu par un appareil-photo de téléphone mobile. Il y a nombre de systèmes en concurrence, comme les Semacodes, les QR codes, ShotCodes et les codes barres. La conception de tels codes doit être assez riche pour inclure un bon nombre d'information et assez robuste pour que l'étiquette soit lisible, même lorsqu'elle est en partie obscurcie ou endommagée : les étiquettes pourraient être sur l'extérieur des bâtiments et exposées à l'usure et au temps.

Les étiquettes graphiques ont un certain nombre d'avantages. Elles sont faciles à comprendre et bon marché à produire. Elles peuvent également être imprimées sur presque n'importe quoi, y compris des t-shirts. Les codes barres sont une forme particulièrement attrayante d'étiquetage parce qu'ils sont déjà très employés couramment, et les appareils-photo des téléphones peuvent facilement les lire.

Étiquettes de type SMS

Une étiquette de type SMS comporte un code alphanumérique court, qui peut être imprimé sur un marqueur ou être marqué à la craie sur un mur. Le service de message court (SMS) est alors employé pour envoyer le code et pour renvoyer un message.

Étiquettes virtuelles

Dans un système d’étiquetage virtuel, il n'y a aucune étiquette physique à un lieu donné. Au lieu de cela, une URL est associée à un ensemble de coordonnées géographiques. Quand un téléphone portable équipé par GPS entre dans un secteur particulier, le téléphone peut être utilisé pour retrouver toutes les URLs associées à ce secteur. Le secteur peut être délimité sur quelques mètres ou représenter un secteur beaucoup plus large. Actuellement, peu de mobiles offrent des fonctionnalités de type GPS et le GPS n'est pas précis dans des secteurs urbains. L'exactitude du GPS pourrait s'améliorer lorsque le système de positionnement de l'Union européenne "Galileo" deviendra opérationnel en 2014.

Applications de l'Internet des objets

Les applications de l'Internet des objets décrites ci-dessus permettront de lier de l'information complète et éditable à n'importe quel objet ou lieu. Mais quant à savoir comment ces possibilités peuvent être utilisées au mieux, cela reste à définir. Ce qui a émergé jusqu'ici est un mélange d'applications sociales et commerciales.

• Les éditeurs des guides Lonely Planet distribuent des flèches jaunes avec un de leurs guides et encouragent les voyageurs à laisser des étiquettes de leurs histoires et commentaires partout où ils vont.
• Siemens voit son système d'étiquetage virtuel être utilisé pour étiqueter les emplacements touristiques, et ainsi laisser des messages pour des amis. Siemens propose également que des étiquettes virtuelles puissent être employées pour lier des annonces (par exemple publicitaires) avec des lieux. Geominder offre également un service d'étiquetage virtuel.
• Nokia a démontré que lorsqu'un téléphone Nokia 3220 avec la coque RFID est branché à une publicité de type RFID, une URL peut être lue et des informations sur le produit ou le service annoncé sont retournées au téléphone.
• Des applications permettent de lire le code barre d'un produit avec un téléphone mobile, lequel télécharge ensuite les prix qui y sont associés sur internet afin de les comparer^[7].
• Semapedia a créé un système pour lier les objets physiques et les articles de Wikipédia en utilisant le schéma d'étiquetage Semacode. On peut créer des étiquettes graphiques qui instaurent des liens sur les URLs des différents articles de Wikipédia. Ces étiquettes peuvent alors être attachées aux objets physiques mentionnés dans les articles de Wikipédia. La lecture d'une étiquette avec l'appareil-photo d'un téléphone mobile permettra alors de retrouver un article de Wikipédia et le montrera sur l'écran de téléphone.
• Une alternative à l'utilisation des codes barres 2D est d'appliquer des techniques de vision d'ordinateur pour identifier des modèles et des images plus complexes. Des compagnies comme Daem développent des plateformes d'identification d'image pour transformer n'importe quelle image en hyperliens.
• NeoMedia Technologies offre Qode, un système breveté pour lier le monde physique au monde électronique. Avec Qode, des objets de la vie de tous les jours peuvent être employés comme hyperliens dans le World Wide Web. Le système Qode permet d'associer aux adresses Web (URLs) des Machine Readable Identifiers (MRI), même aux sous-pages des sites Web. En conséquence, Qode permet l'approche "one click to content".
• Violet conçoit et commercialise Nabaztag:tag, un appareil autonome permettant de lier des objets possédant une puce RFID à des actions.

Standardisation

Normes et standards

Le succès d'internet repose sur l'adoption généralisée de protocoles de communication clairement définis (TCP/IP, SMTP, HTTP, etc.). L'ensemble de ces protocoles représente un langage commun à tous les systèmes connectés, quels que soient leur marque, leur système d'exploitation ou les outils logiciels utilisés. En l'absence d'un tel langage commun, l'internet se réduirait à un patchwork de réseaux propriétaires et incompatible, chacun dédié soit à une application particulière, soit à un groupe d'utilisateurs donnés.

En l'absence de protocoles et de standards universels, le développement de l'internet des objets présente le même risque de balkanisation. En fait, l'existence même du concept d'internet des objets ("internet" dans son sens littéral, "entre réseaux") dépend d'une volonté de standardisation de la communication entre objets. Même si certains systèmes s'affichent dès aujourd'hui comme parties ou précurseurs de l'internet des objets, ce terme ne pourra être légitimement utilisé que lorsque chacun de ces systèmes sera en mesure de communiquer avec tous les autres sur la base de protocoles communs.

Codes-barre, EAN

Dans l'industrie, les entreprises pionnières en matière de technologie RFID se sont heurtées à ce problème dès les années 1990. L'utilisation de marqueurs RFID a rapidement mené au succès de nombreuses applications propriétaires. Tant que ces applications ne concernent que les processus internes d'une entreprise (boucle fermée; systèmes de production, par exemple), il n'y a pas de problème. Mais dès le moment où une interaction entre différents partenaires commerciaux est envisagée (boucle ouverte; fournisseurs, clients, autorités, etc.), la compatibilité entre les différents systèmes doit être assurée. Et dans le cas général d'une chaîne d'approvisionnement complète (supply-chain) – où les produits passent par de nombreuses étapes de production, de stockage, de transport et de transformation – la mise en œuvre de standards devient indispensable.

Dans le milieu de la grande distribution, un standard s'est imposé depuis les années 1970 pour l'identification des produits : le code code EAN (European Article Numbering). Il s'agit du code-barre que l'on trouve de nos jours sur la grande majorité des produits de consommation courante, et dont l'utilisation à la caisse des supermarchés est tellement naturelle qu'on ne la remarque quasiment plus. Un code EAN ne permet toutefois d'identifier qu'une classe de produits (p.e., "un paquet de chewing-gum Wrigley" : tous les paquets portent le même code) et non les instances individuelles de cette classe (p.e., "le paquet de chewing-gum Wrigley n° 42": chaque paquet porte un code individuel unique qui le distingue de tous les autres). Or, une telle distinction au niveau individuel est indispensable à l'émergence de l'internet des objets, de même que l'attribution d'une adresse IP unique propre à chaque connexion est indispensable au fonctionnement de l'internet tel que nous le connaissons aujourd'hui.

Le système EPC

Partant de cette constatation, les organismes EAN International et UCC (Uniform Code Council) – chargés de la gestion du système EAN et aujourd'hui réunis au sein de l'organisme global GS1 – ont choisi le système EPC (Electronic Product Code) développé par l'Auto-ID Center (aujourd'hui Auto-ID Labs) comme base pour leur nouvelle génération de standards. L'organisation EPCglobal, Inc., crée par GS1, est chargée du développement et de la gestion de ces nouvelles normes.

Le système EPC est souvent considéré comme directement lié à la technologie RFID. En effet, la standardisation d'un système d'identification au niveau de l'article individuel s'est avérée indispensable dans ce domaine, et la pression de géants tels que la chaîne de supermarchés américains WalMart ou le Département de la Défense des États-Unis a permis une progression rapide des processus de développement et d'adoption des nouveaux standards. Néanmoins, le code EPC n'est au fond qu'une suite de bits organisés selon une systématique précise et n'est donc pas limité au domaine de la RFID. Il peut aisément prendre la forme d'un code-barre standard ou bidimensionnel (p.e., Data Matrix ou QR Code), ou simplement d'une suite de caractères numériques.

EPC pour l'internet des objets

Le système EPC possède donc toutes les caractéristiques nécessaires pour servir de langage de base commun à l'internet des objets: une identification individuelle et unique des objets, associée à la large diffusion d'un système standardisé. A ceci s'ajoute encore l'architecture EPCglobal Network, qui définit l'organisation des systèmes d'informations destinés à assurer l'échange des informations EPC au niveau global et dont l'un des composants principaux, l'ONS (Object Naming Service), est directement basé sur le DNS (Domain Name System), élément essentiel de l'infrastructure de l'internet actuel.

L'utilisation du système EPC dans le cadre de l'internet des objets n'est toutefois pas entièrement exempte de problèmes. La nature commerciale du système EPCglobal en est un (l'attribution d'une plage de codes est payante), et le fait qu'une grande partie de l'architecture EPCglobal Network ne soit encore qu'à l'état d'ébauche en est un autre.

Il ne fait toutefois aucun doute que le système EPC occupe une place de choix dans la perspective du développement de l'internet des objets, soit en tant que composant à part entière, soit comme source d'inspiration.

Au-delà des standards

Au-delà des standards existants, l'Internet des Objets peut être compris comme un cyberespace « indéterministe et ouvert » dans lequel évoluent des objets logiciels virtuels autonomes associés aux objets physiques inertes et s'alimentant des données évènementielles (RFID, Code-barres, NFC, etc). Les nouvelles possibilités offertes par les services de mobilité via la technologie NFC sur les téléphones portables devraient permettre le développement à grande échelle de l'Internet des Objets, avec des initiatives comme celle de Cityzi en France, où le mobile et ses applications virtuelles seront en interaction directe avec son environnement physique et permettront ainsi d'en obtenir des informations utiles connexes (musée, transport, commerçant etc)^[8].

Ces entités autonomes dotées d’une intelligence propre sont capables de s’auto-organiser (voir Auto-organisation) en fonction des circonstances, des contextes ou des environnements. Cette intelligence leur permet de partager avec des tiers (entités, objets) afin de faire converger leurs finalités (à ce titre, le concept d'Internet des Objets est très proche de celui d'Intelligence ambiante).
Ainsi, avec l'Internet des Objets, l'objet physique devient - par le biais de son intelligence logicielle associée - un véritable acteur ou Agent économique^[9] dans les chaines de valeur ou les processus dans lesquels il est engagé^[10], au même titre que le sont les humains, les organisations ou certains systèmes d'information.
Cet Internet est par essence évènementiel^[11], il se fait notamment « par le bas », c’est-à-dire selon des approches « bottom-up » basées sur l’événement et permettant un pilotage opérationnel à des niveaux subsidiaires^[12].
Chaque acteur y dispose, potentiellement, de son propre référentiel (nommage, sémantique, temps) lui assurant une autonomie de décision et de comportement.
En outre, la variété et la multiplicité des liens ou interactions entre ces acteurs en font un système complexe, capable d’intégrer de nouveaux acteurs autonomes de façon « transparente ».
Dans cet Internet, l’interprétation d’un événement n'est pas nécessairement soumis à une logique déterministe et syntaxique mais se fait de façon contextuelle : ce Web devra donc être sémantique. Par conséquent, cette interprétation doit, dans beaucoup de cas, s’affranchir de référentiels trop « généralistes » qui, par nature, ne savent pas gérer les milliards d’exceptions qui seront potentiellement générés : la standardisation EPCglobal, entre autres, trouve ici ses limites. En effet, vouloir adresser tous les cas possibles revient à définir une "finalité" globale à grande échelle : cette tâche est impossible dans une démarche « top-down » (quel organisme pourra tout prévoir à l’avance ?).
De la même façon, la dimension chronologique appréhendée de façon « linéaire » n’a plus aucun sens dans un tel écosystème globalisé où des milliards d’évènements de natures diverses se produisent au même moment et en parallèle^[13] : l’internet des objets nécessitera donc le développement et l’usage de systèmes d’information "massivement" parallèles (voir Parallélisme (informatique)).

Bibliographie

• L'Internet des Objets, une réponse au réchauffement climatique préfacé par Corinne Lepage, de Geoffrey Zbinden, Éditions du Cygne, 2010
• L'Internet des Objets... Internet, mais en mieux préfacé par Gérald Santucci, postfacé par Daniel Kaplan (FING) et Michel Volle, de Philippe Gautier et Laurent Gonzalez, Éditions AFNOR (Groupe AFNOR), 2011 (ISBN : 978-2-12-465316-4)

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Object hyperlinking » (voir la liste des auteurs)

Voir aussi

Articles connexes

• RFID

Liens externes

• (fr) Étude "l’internet des objets" par Pierre-Jean Benghozi et Sylvain Bureau (Pôle de recherche en Économie et Gestion de l’Ecole Polytechnique) et Françoise Massit-Folléa (programme Vox Internet II).
• (fr) Analyses et enjeux du réseau EPCGlobal
• (fr) (en) Publications et analyses autour de l'internet des objets
• (fr) Internet des Objets, Web sémantique et Web 3.0...
• (fr) L'Internet des objets sert de révélateur aux limites actuelles de l'informatique

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