“Internet of Things (Iot): Smart Kitchen Appliances for the U.S
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UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE BELAS-ARTES “INTERNET OF THINGS (IOT): SMART KITCHEN APPLIANCES FOR THE U.S. MARKET” Gabriela Julia Stępień Dissertação Mestrado em Design de Equipamento Especialização em Design do Produto Dissertação orientada pelo Prof. Doutor João Paulo Beles da Cruz 2019 DECLARAÇÃO DE AUTORIA Eu Gabriela Julia Stępień, declaro que a presente dissertação de mestrado intitulada ―Internet of Things (IoT): smart kitchen appliances for the U.S. market‖ é o resultado da minha investigação pessoal e independente. O conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente mencionadas na bibliografia ou outras listagens de fontes documentais, tal como todas as citações diretas ou indiretas têm devida indicação ao longo do trabalho segundo as normas académicas. A Candidata Gabriela Julia Stępień Lisboa, 16.09.2019 RESUMO A Internet of Things (IoT), a ―internet das coisas‖, em português, tem sido uma das tecnologias com mais rápido desenvolvimento no século XXI. Estamos apenas no começo da era IoT, sendo este um conceito bastante recente e que ainda não está completamente definido. A aplicação de soluções IoT estão ainda limitadas principalmente a dispositivos pessoais ou a sistemas de edifícios. Contudo, esta tecnologia pode conectar os habitats humanos do futuro onde todos os dispositivos electrónicos, veículos, edifícios e espaços urbanos partilharam informação com, presumivelmente, o objectivo de conseguirem um funcionamento mais eficiente. Este conceito ainda parece uma visão futurística, contudo em teoria esta complexa ―conectividade‖ já é possível com os produtos do historicamente recente mas continuo desenvolvimento de soluções IoT. Tal como muitas as evoluções nas tecnologias de informação, o IoT permite mudanças disruptivas em comportamentos sociais e na economia. As tecnologías ―inteligentes‖ expandem-se por áreas tão diversas como: os cuidados de saúde, a educação, o comércio ou as infraestruturas das cidades. Contudo, hoje em dia aplicações IoT são na sua grande maioria usadas em dispositivos pessoais como wearables ou utensílios domésticos. Através da integração de ferramentas IoT no ambiente do lar, torna-se possível criar uma ―casa inteligente‖ – um local onde a maioria dos dispositivos estão interligados e executam ações baseadas nas suas ―percepções‖ da evolvente. Este fenómeno propicia alterações significantes à forma como vivemos. Os produtos IoT para o lar procuram desempenhar novos papéis, trazer novas formas de interação e produzir mudanças nos padrões de comportamento dos seus utilizadores. Para além disso, a IoT no ambiente doméstico poderá induzir variados benefícios individuais como sejam a poupança de tempo, elevação da eficiência, das operações remover a necessidade de supervisão humana directa de algumas tarefas do dia-a-dia como cozinhar, limpeza, compras e organização do abastecimento de mantimentos. Estas vantagens são apenas possíveis com a recolha e circulação constante de informação sobre a intimidade e os detalhes da rotina individual, o que também pode gerar ameaças sérias quanto às preocupações com violações de privacidade e problemas relacionados com a segurança física das pessoas e dos bens envolvidos em operações realizadas longe da supervisão humana. Hoje em dia as tecnologias IoT ainda carecem de standards normalizadas para a gestãos dos dados processados, as quais – se algum dia vierem a ser criadas – poderão elevar a protecção das pessoas e das empresas. Como resultado, o conceito de ―inteligentes‖ utensílios de casa totalmente automáticos é ainda um problema controverso que enfrenta o cepticismo de muitos entre o seu público alvo. Este estudo apresenta várias definições da chamada Internet of Things e sintetiza a sua história, começando com os conceitos de Nikola Tesla para um mundo conectado. Um breve resumo da história dos computadores e da Internet é apresentado. É explicado o porquê da IoT ser considerada uma tecnologia emergente que, ao mesmo tempo, tem o potencial de se tornar ―omnipresente‖. Os cinco atributos principais da IoT (―Percepção, Eficiência, Funcionamento em rede, Especialização, e Omnipresença‖) são definidos. Os tipos de estruturas das tecnologias IoT são brevemente explicados e os possíveis modelos de comunicação são descritos. Uma comparação da comunicação máquina-com-máquina e as formas de funcionamento da Internet of Things são apresentados. As múltiplas camadas possíveis nos sistemas IoT são mostradas, desde a camada de percepção, passando pela camada de comunicação em rede até à camada de aplicação. Os modelos de comunicação (Dispositivo para Dispositivo, Dispositivo para a Cloud, Dispositivo para Gateway, partilha de dados em Back-End) e os standard actuais de IoT são também introduzidos. Este trabalho apresenta o estado actual e o futuro possível do IoT, discorrendo sobre o seu potencial para transformar as pessoas, revolucionar os negócios e desenvolver as economias dos diversos países. Para além disso, é sugerido que a IoT é um elemento chave para um futuro ―super desenvolvido‖. A tese mostra que a interconectividade entre aparelhos para a casa parece trazer significativos benefícios, mas também desvantagens perigosas. Todos estes impactos podem afetar muitos níveis da existência humana: individuais, societais, dos negócios privados e das instituções Estatais. Contudo, neste momento é ainda impossível apresentar os impactos detalhados, tendo em conta que há falta de literatura consolidada sobre este assunto. Tais investigações serão possíveis de realizar nos próximos anos, quando a IoT estiver mais concretizada na cultura material quotidiana. Um dos potenciais da IoT é a possível miniaturização e o fabrico de ―partículas inteligentes‖: micro/nano sensores sem fios ou sensores capazes de perceber e enviar um sabor. Contudo, um dos maiores potenciais do IoT está em veículos autónomos, cuidados de saúde (nomeadamente telemedicina) e indústria manufactureira. Carros com estacionamento automático e funções de auxilio à condução já estão disponíveis para compra hoje em dia, contudo o objetivo último da aplicação da IoT no fabrico de automóveis é criar um veículo ―inteligente‖ totalmente autónomo capaz de transportar pessoas ou objetos num ambiente de cidades ―inteligentes‖ sem qualquer supervisão e sem riscos incomportáveis. Presume-se que o hospital do futuro será capaz de recolher, armazenar e processar informação tanto do edifício, bem como dos pacientes ali internados e dos que são seguidos remotamente a partir do hospital. Tornando o funcionamento diário mais eficiente. No caso da manufatura, as fábricas do futuro têm o potencial de operar com uma supervisão humana directa mínima devido à constante geração e envio automatizados de informação sobre a produção. Este trabalho mostra detalhes sobre o mercado mundial de utensílios para o lar IoT, com ênfase nos pequenos utensílios de cozinha e os seus diversos tipos. Os consumidores de utensílios IoT nos E.U.A. são caracterizados e categorizados em 5 grupos. Os fatores principais de compra de produtos IoT são mostrados, bem como as razões pelas quais estes produtos não são adquiridos. O objetivo desta tese é a análise de produtos IoT classificados como pequenos utensílios de cozinha disponíveis no mercado dos E.U.A., de forma a produzir uma amostra que possa ser analisada. A amostra consiste em 11 casos de estudo nas categorias de: robots de cozinha sous-vide, slow cookers, placas de indução para cozinha, fritadeiras, termómetros para comida e fornos. As características para estes produtos são apresentadas em tabelas criadas pela autora. Os casos de estudo incluem descrições de design, especificações técnicas e o exame dos ciclos de uso expectáveis de cada produto. A pesquisa mostra que os utensílios de cozinha IoT requerem mais passos para a sua utilização do que os utensílios convencionais seus congéneres aquando da primeira utilização. O maior número de tarefas ocorre no processo da primeira utilização; mas depois da primeira ―colocação em marcha‖, os utensílios IoT têm a vantagem de ser controlados automaticamente e de notificar o utilizador sem exigir a este demasiada atenção. Mais importante, os erros humanos são virtualmente excluídos das tarefas de processamento dos alimentos e as condições como o calor aplicado ou o tempo de cozedura são calculadas de forma a alcançar os melhores resultados independemente da habilidade do utilizador. Contudo, é bastante provável que dentro em breve os dispositivos IoT venham a requerer menos trabalho inicial de regulação e colocação em marcha ao utilizador, tendo em vista remover as barreiras à adopção por parte dos clientes e também incrementar a ―usabilidade‖ dos novos electrodomésticos. O estudo também mostra as formas de interação com dispositivos ―inteligentes‖ e avalia-a. O objectivo desta comparação é o de identificar characterísticas típicas entre os produtos que caracterizam os dispositivos IoT de primeira geração para uso na cozinha. Palavras-chave: Internet of Things, Dispositivos inteligentes, Design de produto, Cozinha, Interação ABSTRACT Internet of Things (IoT) has become one of the most rapidly developing technology in the XXI century. As every improvement in the information technologies, IoT brings disruptive changes to the societal behaviours and the economies. ―Smart‖ technologies expand to may broad issues as: healthcare, education, commerce or cities‘ infrastructure. However, IoT applications are the most often applied to personal devices such as wearables or home appliances. By integrating IoT into a household,