Har vægge ører? Ikke lige nu, men det vil ikke vare længe, før vægge ikke blot har ører, men også vil være i stand til at se, hvad vi laver, og endda fortælle os ting, der er relevante for vores aktiviteter. Traditionelt set har folk, når de sagde, at vægge har ører, mistænkt nogen for at spionere. I den moderne kontekst vil væggene være meget mere venlige. De vil fornemme, hvem der befinder sig i deres nærhed, men kun for at kunne afgøre beboernes behov og hjælpe dem ved at justere lyset og persiennerne i rummet efter deres smag eller ved at udføre lignende opgaver.
En sådan tjeneste er et eksempel på indlejret teknologi (eller allestedsnærværende databehandling) på arbejde. Enkelt sagt giver ubiquitous computing mulighed for at indlejre computerarkitekturen i omgivelserne. Artefakter i miljøet kan så registrere forskellige aspekter af deres omgivelser samt brugerens igangværende aktiviteter, ræsonnere om dem og handle i overensstemmelse hermed.
Typer af ubiquitous computing
Ubiquitous computing kan antage forskellige former. Nedenfor følger et udsnit af nogle af disse former.
Bærbar databehandling.
Laptops og håndholdte computere har gjort databehandling bærbar. Du kan have din computer med dig overalt, men din oplevelse er kun lidt anderledes end på dit kontor – du skal stadig interagere med computeren via en mere eller mindre traditionel grænseflade.
Pervasive Computing.
Smarte enheder har computerteknologi på uventede steder. I første omgang vil det være i informationsapparater som f.eks. telefoner, personlige digitale assistenter (PDA’er) og personsøgere. Senere forventes pervasive computing at blive udvidet til at omfatte mere traditionelle apparater som brødristere, køleskabe, vaskemaskiner, ovne, sikkerhedssystemer til hjemmet osv. Endnu senere vil infrastrukturen udvikle sig, således at intelligente enheder vil omfatte udstyr, som man kan finde på vejen, i en bil, på et hotel eller i en lufthavn. Man vil f.eks. kunne betale vejafgifter eller købe flybilletter med sin telefonbaserede elektroniske tegnebog. Prototyper, der demonstrerer sådanne muligheder, findes allerede, men deres udbredte anvendelse vil kræve en universel infrastruktur med øget computer- og kommunikationskraft.
Smarte bygninger er bygninger, der er godt forbundet og udstyret med intelligente apparater og har et pc-baseret system, der kan styre de omgivende forhold i bygningen. De “smarte” er nødvendige for at starte og stoppe forskellige apparater for at maksimere brugernes komfort eller sikkerhed og for at minimere omkostningerne. Et smart hus kan f.eks. starte vandvarmeren, når energipriserne er lave; det kan vælge det bedste tidspunkt at tænde for varmen eller airconditionen i lokalerne på grundlag af, hvilke rum der i øjeblikket er optaget eller sandsynligvis vil blive optaget inden for kort tid.
Calm Computing.
Denne teknologi gennemfører ideen om, at computeren skal træde i baggrunden. Med denne teknologi er artefakterne intelligente, men kræver ikke fokuseret interaktion – vi lever bare med dem, og de arbejder ubemærket for at gøre vores liv enklere. Et eksempel herpå er netværksmonitoren “dangling string”. En traditionel brugergrænseflade til overvågning af computernetværkstrafikken ville opsamle en masse data og forsøge at præsentere dem på en computerskærm. I modsætning hertil hænger den dinglende snor fra loftet i en entré og styres af en lille motor. Netværksaktivitet får motoren til at sparke en lille smule til snoren. Aktiviteten i netværket præsenteres således som den bogstavelige summen af den svajende snor.
Det grundlæggende koncept bag calm computing er at udvikle brugergrænseflader, der ikke er baseret på symboler. Selv om symboler kan formidle en masse detaljerede oplysninger, skal folk fokusere på dem for at uddrage disse oplysninger. I modsætning hertil kan mennesker indfange en masse ikke-symbolske oplysninger på en måde, der ikke kræver deres eksplicitte opmærksomhed. Selv om din vigtigste aktuelle opgave kan udføres med succes i en symbolsk tilstand, kan du være perifert opmærksom på en masse andre aktiviteter uden at koncentrere dig om dem. Summen fra en snor, skyggerne fra en loftsventilator og de reflekser, der kastes af en flimrende vandpøl, falder alle ind under sidstnævnte kategori. Du vil sandsynligvis være opmærksom på de flimrende skygger og refleksioner og på, hvor hurtigt de ændrer sig, selv om du måske er koncentreret om din tekstbehandler eller en telefonsamtale. Forestil dig nu, at disse skygger og reflekser og andre ændringer i omgivelserne blev brugt til at formidle specifikke betydninger som f.eks. “Alt er godt i anlægget” eller “Der synes at være en masse relevant aktivitet i et af de chatrum, jeg besøger” eller “Pludselig er der mange handler i teknologisektoren på aktiemarkedet.”
Wearable Computing.
I denne modsætning til rolig databehandling bærer man i stedet for at have computere indlejret i omgivelserne computerne på sig selv. En væsentlig forskel fra almindelige computere ligger i brugergrænsefladen. Bærbare computere er designet til håndfri betjening. Ofte vil den tiltænkte bruger gå rundt eller være i en akavet stilling, f.eks. på toppen af en elforsyningsmast eller inde i et snævert maskinrum i en ubåd. Reparation af udstyr var en af de tidligste anvendelser af bærbare computere. Den giver brugeren mulighed for at give kommandoer med stemmen og se oplysninger via en hovedmonteret skærm, der projicerer et billede på brugerens briller.
De tidligste bærbare computere var ret omfangsrige: brugeren skulle bogstaveligt talt bære en rygsæk med en computer i. Med de teknologiske fremskridt er det imidlertid muligt at få bærbare computere indlejret i armbåndsure eller vedhæng eller endda syet ind i tøj. Disse miniaturecomputere er normalt designet til specifikke anvendelser, f.eks. til at vise tekst og billeder og give onlinevejledninger, mens brugeren går rundt. I en anden anvendelse giver den bærbare computer en grænseflade til et tredimensionelt informationsrum, hvor brugerens hoved-, nakke- og øjenbevægelser kan fortolkes som et ønske om at undersøge et aspekt af rummet nærmere. I stedet for traditionel virtual reality (VR) kan brugeren være engageret i den “virkelige” virkelighed og kun lejlighedsvis kigge ind i informationsrummet, når et specifikt behov kræver det.
Relateret teknologi
De teknikker, der er involveret i ubiquitous computing, er lige så forskellige som dens anvendelser. Mange af disse teknikker omhandler imidlertid perifere teknologier. Vi har brug for motorer til at drive de ændringer i miljøet, som den rolige databehandling kræver. Vi har brug for head-mounted displays til visse former for bærbare grænseflader. Til wearables har vi brug for letvægtsprocessorer med lavt strømforbrug og små batterier, der kan forsyne dem. Visse former for gennemgribende applikationer – f.eks. dem, der er fast installeret i en betalingsautomat eller et smart hjem – har måske ingen begrænsninger med hensyn til størrelse, strøm eller kommunikationsevne; for applikationer, der kræver mobilitet, gælder alle disse begrænsninger. For bærbare computere er der betydelige udfordringer med hensyn til materialer til at væve ledende kanaler ind i stof. Nogle forskere er ved at udvikle teknikker til at generere strøm fra menneskekroppens normale handlinger, f.eks. hælens indvirkning på jorden ved gang.
Det er interessant, at selv om den grundlæggende programmering, der kræves for at opbygge allestedsnærværende applikationer, er den samme som programmering til andre applikationer, er de involverede abstraktioner ofte helt anderledes. Grænseflademodaliteterne fra desktop-computere er ikke særlig anvendelige i rolige og bærbare omgivelser. Et andet særligt træk ved rolig databehandling er, at dens effektivitet er afhængig af en masse ræsonnementer for at udlede brugerens ønsker. I modsætning til desktop computing kan brugerne ikke blot skrive eller bruge musen til at angive deres kommandoer – systemet skal regne ud, om brugerne ønsker, at lyset skal skrues en lille smule ned for at tilpasse sig deres humør. Teknikkerne med kunstig intelligens (AI) vil derfor være en hjælp her.
Ubiquitous computing har en tendens til at kræve en betydelig infrastruktur. Afhængigt af behovene i en specifik applikation bør infrastrukturen omfatte muligheden for, at forskellige komponenter kan kommunikere på ledningsnet eller trådløse net; komponenterne bør kunne opdage hinandens tilstedeværelse som de Java-baserede Jini-tjenester og andre registreringstjenester; komponenterne bør kunne bevæge sig fysisk rundt, samtidig med at de bevarer deres identitet og adresse som i mobile IP og 3G (tredje generation) trådløse net. En applikation kan kræve mulighed for at autentificere deltagere gennem den offentlige nøgleinfrastruktur (PKI) eller mulighed for at foretage sikre betalinger gennem SET, den sikre elektroniske transaktionsprotokol. De nøjagtige krav til infrastrukturen vil variere alt efter applikationen, men i mange tilfælde vil der sandsynligvis være behov for bredt baserede funktioner. F.eks. bør bygninger have lokaliseringssensorer, så de kan registrere brugere; brugernes bærbare computere bør kunne tale med bygningerne og med andre brugeres computere. Computere i biler bør kunne tale med computere ved betalingsstationer og kunne betale for det privilegium at køre gennem betalingsstationen.
De fleste af de teknologier, der er nødvendige for allestedsnærværende databehandling, findes allerede, og infrastrukturen spredes mere og mere bredt for hvert øjeblik. Selv om det stadig er ukendt, præcis hvilke former ubiquitous computing vil antage, når det bliver en kommerciel realitet, kan vi være sikre på, at det vil være noget både udfordrende og kreativt.
Se også Ergonomi; Mikrochip; Operativsystemer; Brugergrænseflader.
Munindar P. Singh
Bibliografi
Ishii, Hiroshi, Sandia Ren og Phil Frei. “Pinwheels: Visualisering af informationsstrømmen i et arkitektonisk rum.” I Proceedings of the Conference on Human Factors in Computing Systems, Seattle, Washington, 31. marts-5. april 2001.
Schilit, Bill N., Norman I. Adams, Rich Gold, Karin Petersen, David Goldberg, John R. Ellis og Mark Weiser. “En oversigt over PARCTAB Ubiquitous Computing-eksperimentet. Roy Want.” IEEE Personal Communications 2, nr. 6 (1995): 28-43.
Shenck, Nathan S., og Joseph A. Paradiso. “Energy Scavenging with Shoe-Mounted Piezoelectrics.” IEEE Micro 21, nr. 3, maj/juni 2001.