Mají zdi uši? Teď ne, ale nebude trvat dlouho a zdi budou mít nejen uši, ale budou také schopny vidět, co děláme, a dokonce nám sdělovat věci, které se týkají naší činnosti. Tradičně, když lidé říkali, že zdi mají uši, podezřívali někoho, že je špehuje. V moderním kontextu budou zdi mnohem přátelštější. Budou vnímat, kdo se nachází v jejich blízkosti, ale pouze proto, aby zjistily potřeby obyvatel a pomohly jim tím, že upraví světlo v místnosti a okenní žaluzie podle jejich vkusu nebo budou plnit podobné úkoly.
Taková služba je ukázkou vestavěné technologie (neboli všudypřítomné výpočetní techniky) v praxi. Zjednodušeně řečeno, všudypřítomná výpočetní technika umožňuje zabudování výpočetní architektury do prostředí. Artefakty v prostředí pak mohou vnímat různé aspekty svého okolí i probíhající činnosti uživatele, uvažovat o nich a podle toho jednat.
Typy všudypřítomné výpočetní techniky
Všudypřítomná výpočetní technika může mít různé podoby. Ukázka některých z těchto forem je uvedena níže.
Přenosná výpočetní technika.
Přenosné počítače a kapesní počítače učinily výpočetní techniku přenosnou. Počítač můžete nosit všude s sebou, ale vaše zkušenost je jen mírně odlišná než v kanceláři – stále musíte s počítačem komunikovat prostřednictvím víceméně tradičního rozhraní .
Pervasivní výpočetní technika.
Chytrá zařízení mají výpočetní techniku na nečekaných místech. Zpočátku to budou informační zařízení, jako jsou telefony, osobní digitální asistenti (PDA) a pagery. Později se očekává, že se pervazivní výpočetní technika rozšíří i na tradičnější spotřebiče, jako jsou toustovače, ledničky, pračky, trouby, domácí bezpečnostní systémy atd. Ještě později se infrastruktura vyvine tak, že mezi inteligentní zařízení budou patřit zařízení, která můžete najít na cestách, v automobilech, v hotelech nebo na letištích. Například budete moci platit mýtné nebo kupovat letenky pomocí elektronické peněženky v telefonu. Prototypy demonstrující takové možnosti již existují, ale jejich široké využití bude vyžadovat univerzální infrastrukturu se zvýšeným výpočetním a komunikačním výkonem.
Chytré budovy jsou budovy, které jsou dobře propojeny a vybaveny inteligentními spotřebiči a mají systém založený na osobním počítači, který může řídit okolní podmínky v budově. „Chytré“ přístroje jsou potřebné ke spuštění a zastavení různých spotřebičů, aby se maximalizovalo pohodlí uživatelů nebo bezpečnost a minimalizovaly se náklady. Chytrý dům by například mohl spustit ohřívač vody, kdykoli jsou ceny energie nízké; mohl by vybrat nejlepší časy pro zapnutí topení nebo klimatizace v objektu podle toho, které místnosti jsou právě obsazeny nebo budou pravděpodobně brzy obsazeny.
Calm Computing.
Tato technologie uskutečňuje myšlenku ustoupení výpočetní techniky do pozadí. Díky této technologii jsou artefakty inteligentní, ale nevyžadují cílenou interakci – prostě s nimi žijeme a ony nenápadně pracují, aby nám zjednodušily život. Příkladem je síťový monitor „visícího řetězce“. Tradiční uživatelské rozhraní pro sledování provozu počítačové sítě by zachytilo spoustu dat a snažilo se je prezentovat na obrazovce počítače. Naproti tomu visící provázek visí ze stropu chodby a je ovládán malým motorkem. Síťová aktivita způsobuje, že motorek mírně kope do provázku. Aktivita v síti je tedy prezentována jako doslovné bzučení houpajícího se provázku.
Základním konceptem klidné výpočetní techniky je vývoj uživatelských rozhraní, která nejsou založena na symbolech. Přestože symboly mohou zprostředkovat mnoho podrobnýchinformací, lidé se na ně musí soustředit, aby tyto informace získali. Naproti tomu lidé mohou zachytit mnoho nesymbolických informací způsobem, který nevyžaduje jejich explicitní pozornost. Přestože svůj hlavní aktuální úkol můžete úspěšně vykonávat v symbolickém režimu, můžete si periferně uvědomovat spoustu dalších činností, aniž byste se na ně soustředili. Šumění struny, stíny vrhané stropním ventilátorem, odrazy vrhané třpytícím se bazénem vody, to vše spadá do této druhé kategorie. Pravděpodobně si budete uvědomovat mihotání stínů a odrazů a to, jak rychle se mění, i když se třeba soustředíte na textový procesor nebo telefonní hovor. Nyní si představte, že by tyto stíny a odrazy a další změny prostředí byly použity k vyjádření konkrétních významů, jako například „V závodě je všechno v pořádku“ nebo „Zdá se, že v jedné z chatovacích místností, které navštěvuji, je hodně relevantní aktivity“ nebo „Najednou se na burze objevuje hodně obchodů v technologickém sektoru.“
Nositelná výpočetní technika.
V tomto opaku klidné výpočetní techniky místo toho, aby byly počítače zabudovány do prostředí, nosíte počítače na sobě. Jeden z hlavních rozdílů oproti běžným počítačům je v uživatelském rozhraní. Nositelné počítače jsou navrženy pro ovládání bez použití rukou. Zamýšlený uživatel by často chodil nebo byl v nepohodlné pozici, například na vrcholu sloupu elektrického vedení nebo uvnitř úzké strojovny ponorky. Jednou z prvních aplikací nositelných počítačů byly opravy zařízení. Umožňuje uživateli zadávat příkazy hlasem a zobrazovat informace prostřednictvím displeje umístěného na hlavě, který promítá obraz na brýle uživatele.
První nositelné počítače byly poměrně objemné: uživatel musel doslova nosit batoh s počítačem. S rozvojem technologií je však možné mít nositelné počítače zabudované v náramkových hodinkách či přívěscích nebo dokonce všité do oblečení. Tyto miniaturní počítače jsou obvykle určeny pro specifické aplikace, jako je zobrazování textu a obrázků a poskytování online pokynů při chůzi uživatele. V jiné aplikaci poskytuje nositelný počítač rozhraní k trojrozměrnému informačnímu prostoru, kde lze pohyby hlavy, krku a očí uživatele interpretovat jako přání podrobněji prozkoumat některý aspekt prostoru. Namísto tradiční virtuální reality (VR) se uživatel může věnovat „skutečné“ realitě a do informačního prostoru nahlížet jen příležitostně, když to vyžaduje konkrétní potřeba.
Související technologie
Techniky zapojené do všudypřítomné výpočetní techniky jsou stejně rozmanité jako její aplikace. Mnohé z těchto technik se však zabývají periferními technologiemi. Potřebujeme motory, které budou pohánět změny prostředí, jež klidná výpočetní technika vyžaduje. Pro určité druhy nositelných rozhraní potřebujeme displeje umístěné na hlavě. Pro nositelná zařízení potřebujeme lehké procesory s nízkou spotřebou energie a malé baterie, které je mohou napájet. Určité druhy všudypřítomných aplikací – například ty, které jsou pevně zabudovány v mýtné bráně nebo v inteligentní domácnosti – nemusí mít žádná omezení týkající se velikosti, výkonu nebo komunikačních schopností; pro aplikace, které předpokládají mobilitu, platí všechna tato omezení. U nositelných počítačů existují značné problémy s materiály, které umožňují vplést vodivé kanály do tkanin. Někteří výzkumníci vyvíjejí techniky pro generování energie z běžných úkonů lidského těla, jako je například dopad paty na zem při chůzi.
Zajímavé je, že ačkoli základní programování potřebné k vytvoření všudypřítomných aplikací je stejné jako programování pro jiné aplikace, použité abstrakce bývají zcela odlišné. Modality rozhraní stolních počítačů nejsou v klidném a nositelném prostředí příliš použitelné. Další zvláštností klidové výpočetní techniky je, že její účinnost závisí na velkém množství úvah, které odvozují přání uživatele. Na rozdíl od stolní výpočetní techniky uživatelé své příkazy jednoduše nezadávají nebo neoznačují myší – systém musí zjistit, zda si uživatelé přejí, aby se světlo mírně ztlumilo a přizpůsobilo jejich náladě. Proto zde pomohou techniky umělé inteligence (AI).
Všudypřítomná výpočetní technika obvykle vyžaduje významnou infrastrukturu. V závislosti na potřebách konkrétní aplikace by infrastruktura měla zahrnovat schopnost různých komponent komunikovat v drátových nebo bezdrátových sítích; komponenty by měly být schopny zjistit vzájemnou přítomnost, jako to dělají služby Jini založené na Javě a další registrační služby; komponenty by měly být schopny se fyzicky pohybovat a přitom si zachovat svou identitu a adresu jako v mobilních IP a bezdrátových sítích 3G (třetí generace). Aplikace může vyžadovat možnost autentizace účastníků prostřednictvím infrastruktury veřejných klíčů (PKI) nebo možnost provádět bezpečné platby prostřednictvím protokolu SET, protokolu pro bezpečné elektronické transakce. Přesné požadavky na infrastrukturu se budou lišit v závislosti na aplikaci, ale v mnoha případech budou pravděpodobně zapotřebí široké možnosti. Například budovy by měly mít snímače polohy, aby mohly detekovat uživatele; nositelné počítače uživatelů by měly být schopny komunikovat s budovami a s počítači ostatních uživatelů. Počítače v automobilech by měly být schopny komunikovat s počítači v mýtných budkách a měly by být schopny zaplatit za privilegium průjezdu budkou.
Většina technologií potřebných pro všudypřítomnou výpočetní techniku existuje a infrastruktura se každým okamžikem rozšiřuje. Ačkoli zatím není přesně známo, jaké podoby na sebe všudypřítomná výpočetní technika vezme, až se stane komerční realitou, můžeme si být jisti, že to bude něco náročného i kreativního.
viz také Ergonomie; Mikročip; Operační systémy; Uživatelská rozhraní.
Munindar P. Singh
Bibliografie
Ishii, Hiroshi, Sandia Ren a Phil Frei. „Pinwheels: Vizualizace toku informací v architektonickém prostoru“. In Proceedings of the Conference on Human Factors in Computing Systems, Seattle, Washington, March 31-April 5, 2001.
Schilit, Bill N., Norman I. Adams, Rich Gold, Karin Petersen, David Goldberg, John R. Ellis, and Mark Weiser. „An Overview of the PARCTAB Ubiquitous Computing Experiment. Roy Want.“ IEEE Personal Communications 2, č. 6 (1995): 28-43.
Shenck, Nathan S., and Joseph A. Paradiso. „Energy Scavenging with Shoe-Mounted Piezoelectrics (Odčerpávání energie pomocí piezoelektrických prvků namontovaných na botách)“. IEEE Micro 21, č. 3, květen/červen 2001.
.