Do walls have ears? Most még nem, de nemsokára a falaknak nemcsak füleik lesznek, hanem képesek lesznek arra is, hogy lássák, mit csinálunk, sőt, még a tevékenységünkkel kapcsolatos dolgokat is elmondjanak nekünk. Hagyományosan, amikor az emberek azt mondták, hogy a falaknak füle van, arra gyanakodtak, hogy valaki kémkedik. A modern környezetben a falak sokkal barátságosabbak lesznek. Érzékelni fogják, hogy ki tartózkodik a közelükben, de csak azért, hogy megállapítsák a lakók igényeit, és segítsenek nekik azzal, hogy a szoba fényét és a redőnyöket az ízlésükhöz igazítják, vagy hasonló feladatokat látnak el.
Az ilyen szolgáltatás a beágyazott technológia (vagy az ubiquitous computing) működését illusztrálja. Egyszerűbben fogalmazva, a mindenütt jelenlévő számítástechnika lehetővé teszi a számítástechnikai architektúra beágyazását a környezetbe. A környezetben lévő műtárgyak ilyenkor képesek érzékelni a környezetük különböző aspektusait, valamint a felhasználó folyamatban lévő tevékenységeit, következtetni rájuk, és ennek megfelelően cselekedni.
A mindenütt jelenlévő számítástechnika típusai
A mindenütt jelenlévő számítástechnika különböző formákat ölthet. Az alábbiakban ezek közül néhányat mutatunk be.
Hordozható számítástechnika.
A laptopok és a kézi számítógépek hordozhatóvá tették a számítástechnikát. A számítógépet bárhová magunkkal vihetjük, de az élmény csak kis mértékben különbözik az irodában tapasztaltaktól – még mindig egy többé-kevésbé hagyományos interfészen keresztül kell kapcsolatba lépnünk a számítógéppel.
Pervasive Computing.
Az intelligens eszközök a számítástechnikát váratlan helyekre is eljuttatják. Kezdetben ez olyan információs készülékekben lesz, mint a telefonok, a személyes digitális asszisztensek (PDA-k) és a csipogók. Később a pervazív számítástechnika várhatóan olyan hagyományosabb készülékekre is kiterjed majd, mint a kenyérpirítók, hűtőszekrények, mosógépek, sütők, otthoni biztonsági rendszerek stb. Még később az infrastruktúra úgy fog fejlődni, hogy az intelligens eszközök közé olyan berendezések is beletartoznak majd, amelyekkel az úton, az autóban, a szállodában vagy a repülőtéren találkozhatunk. Lehetséges lesz például, hogy telefonos elektronikus pénztárcával fizethetünk útdíjat vagy vásárolhatunk repülőjegyet. Az ilyen képességeket demonstráló prototípusok már léteznek, de széles körű használatukhoz megnövelt számítási és kommunikációs teljesítményű, univerzális infrastruktúrára lesz szükség.
Az intelligens épületek olyan épületek, amelyek jól hálózatba vannak kötve és intelligens készülékekkel vannak felszerelve, valamint személyi számítógép alapú rendszerrel rendelkeznek, amely képes szabályozni az épületben uralkodó környezeti feltételeket. Az “okosságokra” a különböző készülékek be- és kikapcsolásához van szükség a felhasználók kényelmének vagy biztonságának maximalizálása és a költségek minimalizálása érdekében. Egy intelligens ház például akkor indíthatja el a vízmelegítőt, amikor az energiaárak alacsonyak; kiválaszthatja a legjobb időpontokat a fűtés vagy a légkondicionálás bekapcsolására a helyiségen belül, annak alapján, hogy mely helyiségek vannak éppen elfoglalva, vagy várhatóan hamarosan elfoglalják őket.
Calm Computing.
Ez a technológia azt az elképzelést valósítja meg, hogy a számítástechnika háttérbe szorul. Ezzel a technológiával a műtárgyak intelligensek, de nem igényelnek célzott interakciót – egyszerűen csak együtt élünk velük, és észrevétlenül dolgoznak, hogy egyszerűbbé tegyék az életünket. Erre példa a “lógó zsinór” hálózati monitor. A számítógépes hálózati forgalom megfigyelésére szolgáló hagyományos felhasználói felület rengeteg adatot rögzítene, és megpróbálná azokat egy számítógép képernyőjén megjeleníteni. Ezzel szemben a lógó zsinór egy folyosó mennyezetéről lóg le, és egy kis motor vezérli. A hálózati aktivitás hatására a motor kissé megrúgja a madzagot. A hálózati aktivitás így a lengő zsinór szó szerinti zümmögéseként jelenik meg.
A nyugodt számítástechnika alapkoncepciója olyan felhasználói felületek kifejlesztése, amelyek nem szimbólumokon alapulnak. Bár a szimbólumok sok részletes információt közvetíthetnek, az embereknek összpontosítaniuk kell rájuk ahhoz, hogy az információt kinyerjék. Ezzel szemben az emberek sok nem szimbolikus információt tudnak úgy rögzíteni, hogy nem igényli kifejezett figyelmüket. Bár az aktuális fő feladatát sikeresen végezheti szimbolikus üzemmódban, periférikusan sok más tevékenységre is figyelhet anélkül, hogy ezekre koncentrálna. Egy madzag zümmögése, a mennyezeti ventilátor által vetett árnyékok, egy csillogó víztócsa által vetett tükröződések mind ebbe az utóbbi kategóriába tartoznak. Valószínűleg akkor is tudatában lesz a villódzó árnyékoknak és tükröződéseknek, és annak, hogy milyen gyorsan változnak, ha éppen a szövegszerkesztőre vagy egy telefonbeszélgetésre koncentrál. Most képzelje el, ha ezeket az árnyékokat, tükröződéseket és a környezet egyéb változásait arra használnák, hogy konkrét jelentéseket közvetítsenek, mint például: “Minden rendben van az üzemben” vagy “Úgy tűnik, sok releváns tevékenység van az egyik chatszobában, amelyet látogatok” vagy “Hirtelen a tőzsdén sok kereskedés van a technológiai szektorban.”
Viselhető számítógépek.
A nyugodt számítógépezésnek ebben az ellentétében ahelyett, hogy a számítógépeket a környezetbe ágyazva viselnénk, a számítógépeket a személyünkön hordjuk. Az egyik fő különbség a hagyományos számítógépekhez képest a felhasználói felületben van. A hordható számítógépeket a kéz nélküli használatra tervezték. A tervezett felhasználó gyakran járkál vagy kényelmetlen testtartásban van, például egy villanyoszlop tetején vagy egy szűk tengeralattjáró gépházában. A hordozható számítógépek egyik legkorábbi alkalmazási területe a berendezések javítása volt. Ez lehetővé teszi, hogy a felhasználó hanggal adjon parancsokat, és egy fejre szerelt kijelzőn keresztül nézzen meg információkat, amely a felhasználó szemüvegére vetít egy képet.
A legkorábbi viselhető számítógépek meglehetősen terjedelmesek voltak: a felhasználónak szó szerint egy hátizsákot kellett cipelnie, amelyben egy számítógép volt. A technológia fejlődésével azonban lehetővé vált, hogy a hordható számítógépeket karórákba vagy medálokba ágyazzák, vagy akár a ruházatba varrják. Ezeket a miniatűr számítógépeket általában speciális alkalmazásokra tervezték, például szövegek és képek megjelenítésére és online útbaigazításra, miközben a felhasználó sétál. Egy másik alkalmazásban a hordható számítógép interfészt biztosít egy háromdimenziós információs térhez, ahol a felhasználó fejének, nyakának és szemének mozgását úgy lehet értelmezni, hogy az a tér valamely aspektusának részletesebb vizsgálatára irányuló kívánságként értelmezhető. A hagyományos virtuális valóság (VR) helyett a felhasználó részt vehet a “valódi” valóságban, és csak alkalmanként tekinthet be az információs térbe, ha egy adott igény ezt megköveteli.
Kapcsolódó technológia
A mindenütt jelenlévő számítástechnikában alkalmazott technikák éppoly változatosak, mint az alkalmazások. Sok ilyen technika azonban perifériás technológiákkal foglalkozik. A nyugodt számítástechnika által megkövetelt környezeti változásokhoz motorokra van szükségünk. Fejre szerelt kijelzőkre van szükségünk a viselhető interfészek bizonyos fajtáihoz. A viselhető eszközökhöz könnyű, alacsony energiafogyasztású processzorokra és kis akkumulátorokra van szükségünk, amelyek táplálni tudják őket. A mindenütt jelenlévő alkalmazások bizonyos fajtái – például a fizetőkapukban vagy az intelligens otthonokban rögzítettek – nem korlátozzák a méretet, a teljesítményt vagy a kommunikációs képességet; a mobilitással járó alkalmazások esetében mindezek a korlátozások érvényesek. A viselhető számítógépek esetében jelentős kihívást jelentenek a vezető csatornák szövetekbe való beleszövése. Egyes kutatók olyan technikákat fejlesztenek ki, amelyek az emberi test normális cselekvéseiből, például a sarok talajra való ütközéséből nyerik az energiát.
Érdekes módon, bár a mindenütt jelenlévő alkalmazások létrehozásához szükséges alapvető programozás ugyanaz, mint más alkalmazások programozása, az érintett absztrakciók meglehetősen eltérőek. Az asztali számítástechnika interfész-modalitásai nem sokat érnek a nyugodt és viselhető környezetben. A nyugodt számítástechnika másik sajátossága, hogy hatékonysága a felhasználó kívánságainak kikövetkeztetéséhez sok érvelésre támaszkodik. Az asztali számítástechnikától eltérően a felhasználók nem egyszerűen beírják vagy az egérrel jelzik parancsaikat – a rendszernek ki kell találnia, hogy a felhasználó szeretné-e, ha a hangulatához igazodva a fényt egy kicsit lehalkítanák. A mesterséges intelligencia (AI) technikák tehát itt segíteni fognak.
A mindenütt jelenlévő számítástechnika általában jelentős infrastruktúrát igényel. Az adott alkalmazás igényeitől függően az infrastruktúrának tartalmaznia kell a különböző komponensek vezetékes vagy vezeték nélküli hálózatokon történő kommunikációjának képességét; a komponenseknek képesnek kell lenniük egymás jelenlétének felfedezésére, mint a Java-alapú Jini-szolgáltatások és más regisztrációs szolgáltatások; a komponenseknek képesnek kell lenniük a fizikai mozgásra, miközben megtartják identitásukat és címüket, mint a mobil IP és a 3G (harmadik generációs) vezeték nélküli hálózatokban. Egy alkalmazás megkövetelheti a résztvevők hitelesítését a nyilvános kulcsú infrastruktúrán (PKI) keresztül, vagy a biztonságos fizetés lehetőségét a SET, a biztonságos elektronikus tranzakciós protokollon keresztül. Az infrastruktúrával szemben támasztott pontos követelmények az alkalmazástól függően változnak, de sok esetben valószínűleg széles körű képességekre lesz szükség. Az épületeknek például helymeghatározó érzékelőkkel kell rendelkezniük, hogy érzékelni tudják a felhasználókat; a felhasználók viselhető számítógépeinek képesnek kell lenniük az épületekkel és más felhasználók számítógépeivel való kommunikációra. Az autókban lévő számítógépeknek képesnek kell lenniük arra, hogy beszéljenek a fizetőkapuk számítógépeivel, és képesek legyenek fizetni a kapun való áthaladás kiváltságáért.
A mindenütt jelenlévő számítástechnikához szükséges technológiák többsége már létezik, és az infrastruktúra minden pillanatban egyre szélesebb körben terjed. Bár még nem tudjuk pontosan, milyen formákat ölt majd a mindenütt jelenlévő számítástechnika, amikor kereskedelmi valósággá válik, biztosak lehetünk benne, hogy valami kihívást jelentő és kreatív dolog lesz.
lásd még Ergonómia; Mikrochip; Operációs rendszerek; Felhasználói felületek.
Munindar P. Singh
Bibliográfia
Ishii, Hiroshi, Sandia Ren, and Phil Frei. “Pinwheels: Visualizing Information Flow in an Architectural Space (Az információáramlás vizualizálása egy építészeti térben).” 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. “A PARCTAB Ubiquitous Computing Experiment áttekintése. Roy Want.” IEEE Personal Communications 2, no. 6 (1995): 28-43.
Shenck, Nathan S., and Joseph A. Paradiso. “Energy Scavenging with Shoe-Mounted Piezoelectrics” (Energiatakarítás cipőre szerelt piezoelektrikával). IEEE Micro 21, no. 3, 2001. május/június.