I muri hanno orecchie? Non ora, ma non passerà molto tempo prima che i muri non solo abbiano orecchie, ma saranno anche in grado di vedere cosa stiamo facendo e persino di dirci cose che sono rilevanti per le nostre attività. Tradizionalmente, quando si diceva che i muri hanno orecchie, si sospettava che qualcuno stesse spiando. Nel contesto moderno, i muri saranno molto più amichevoli. Sentiranno chi è nelle loro vicinanze, ma solo per determinare i bisogni degli occupanti e per aiutarli regolando la luce della stanza e le tende delle finestre secondo i loro gusti o eseguendo compiti simili.
Questo servizio è un’illustrazione della tecnologia incorporata (o ubiquitous computing) al lavoro. In termini semplici, l’ubiquitous computing permette all’architettura informatica di essere incorporata nell’ambiente. Gli artefatti nell’ambiente possono quindi percepire diversi aspetti dell’ambiente circostante così come le attività in corso dell’utente, ragionare su di essi e agire di conseguenza.
Tipi di Ubiquitous Computing
Ubiquitous computing può assumere varie forme. Segue un campionamento di alcune di queste forme.
Portable Computing.
Laptop e computer portatili hanno reso l’informatica portatile. Puoi portare il tuo computer con te ovunque, ma la tua esperienza è solo leggermente diversa da quella del tuo ufficio: devi ancora interagire con il computer attraverso un’interfaccia più o meno tradizionale.
Pervasive Computing.
I dispositivi intelligenti hanno la tecnologia informatica in luoghi inaspettati. All’inizio questo sarà in apparecchi di informazione come telefoni, assistenti digitali personali (PDA) e cercapersone. Più tardi, ci si aspetta che l’informatica pervasiva si espanda fino ad includere apparecchi più tradizionali come tostapane, frigoriferi, lavatrici, forni, sistemi di sicurezza domestici e così via. Ancora più tardi, l’infrastruttura si svilupperà in modo che i dispositivi intelligenti includeranno apparecchiature come quelle che si possono trovare sulla strada, in un’automobile, in un hotel o in un aeroporto. Per esempio, si potrebbe essere in grado di pagare i pedaggi o acquistare biglietti aerei con il proprio portafoglio elettronico basato sul telefono. Prototipi che dimostrano tali capacità esistono già, ma il loro uso diffuso richiederà un’infrastruttura universale con una maggiore potenza di calcolo e di comunicazione.
Gli edifici intelligenti sono edifici ben collegati in rete e dotati di elettrodomestici intelligenti e hanno un sistema basato su personal computer che può controllare le condizioni ambientali all’interno dell’edificio. Gli “smart” sono necessari per avviare e fermare diversi apparecchi per massimizzare il comfort o la sicurezza degli utenti e per minimizzare i costi. Per esempio, una casa intelligente potrebbe far funzionare lo scaldabagno ogni volta che i prezzi dell’energia sono bassi; potrebbe selezionare i momenti migliori per accendere il riscaldamento o l’aria condizionata all’interno dei locali, in base a quali stanze sono attualmente occupate o è probabile che siano occupate a breve.
Calm Computing.
Questa tecnologia porta avanti l’idea dell’informatica che svanisce nello sfondo. Con questa tecnologia, gli artefatti sono intelligenti, ma non richiedono un’interazione mirata – noi semplicemente viviamo con loro e lavorano discretamente per rendere la nostra vita più semplice. Un esempio di questo è il monitor di rete “dangling string”. Un’interfaccia utente tradizionale per il monitoraggio del traffico di rete del computer catturerebbe un sacco di dati e cercherebbe di presentarli sullo schermo di un computer. Al contrario, la stringa penzolante pende dal soffitto di un corridoio ed è controllata da un piccolo motore. L’attività della rete fa sì che il motore dia dei calci alla corda, anche se solo leggermente. L’attività nella rete è così presentata come il ronzio letterale della corda che ondeggia.
Il concetto di base del calm computing è quello di sviluppare interfacce utente che non sono basate su simboli. Anche se i simboli possono trasmettere molte informazioni dettagliate, le persone devono concentrarsi su di essi per estrarre quelle informazioni. Al contrario, gli esseri umani possono catturare molte informazioni non simboliche in un modo che non richiede la loro attenzione esplicita. Anche se il vostro compito principale corrente può essere svolto con successo in modo simbolico, potete essere perifericamente consapevoli di molte altre attività senza concentrarvi su di esse. Il ronzio di una corda, le ombre proiettate da un ventilatore a soffitto, i riflessi proiettati da uno specchio d’acqua scintillante rientrano tutti in quest’ultima categoria. Probabilmente sarete consapevoli delle ombre e dei riflessi tremolanti e di quanto velocemente stiano cambiando anche se vi state concentrando sul vostro elaboratore di testi o su una conversazione telefonica. Ora immaginate se queste ombre e riflessi e altri cambiamenti nell’ambiente fossero usati per trasmettere significati specifici come “Tutto va bene nella fabbrica” o “Sembra che ci sia molta attività rilevante in una delle chat room che frequento” o “Improvvisamente, il mercato azionario sta vedendo molte negoziazioni nel settore tecnologico.”
Wearable Computing.
In questo opposto di computer calmo, invece di avere computer incorporati nell’ambiente, si portano i computer sulla propria persona. Una differenza principale dai computer normali è nell’interfaccia utente. I computer indossabili sono progettati per il funzionamento a mani libere. Spesso, l’utente previsto sta camminando o si trova in una posizione scomoda, come in cima a un palo elettrico o all’interno di una stretta sala macchine di un sottomarino. La riparazione delle attrezzature è stata una delle prime applicazioni per l’informatica indossabile. Permette all’utente di dare comandi a voce e visualizzare informazioni attraverso un display montato sulla testa che proietta un’immagine sugli occhiali dell’utente.
I primi computer indossabili erano piuttosto ingombranti: l’utente doveva letteralmente portare uno zaino con un computer dentro. Tuttavia, con i progressi della tecnologia, è possibile avere computer indossabili incorporati in orologi da polso o ciondoli o anche cuciti nei vestiti. Questi computer in miniatura sono di solito progettati per applicazioni specifiche, come visualizzare testo e immagini e dare indicazioni online mentre l’utente cammina. In un’altra applicazione il computer indossabile fornisce un’interfaccia ad uno spazio informativo tridimensionale dove i movimenti della testa, del collo e degli occhi dell’utente possono essere interpretati come desideri di sondare qualche aspetto dello spazio in modo più dettagliato. Invece della tradizionale realtà virtuale (VR), l’utente può essere impegnato nella realtà “reale” e solo occasionalmente guardare nello spazio informativo quando una specifica necessità lo richiede.
Tecnologia correlata
Le tecniche coinvolte nell’ubiquitous computing sono diverse come le sue applicazioni. Molte di queste tecniche, tuttavia, hanno a che fare con tecnologie periferiche. Abbiamo bisogno di motori per guidare i cambiamenti di ambiente che l’informatica calma richiede. Abbiamo bisogno di display montati sulla testa per certi tipi di interfacce indossabili. Per gli indossabili, abbiamo bisogno di processori leggeri che consumino poca energia e di piccole batterie che possano alimentarli. Alcuni tipi di applicazioni pervasive – per esempio, quelle fissate in un casello o in una casa intelligente – possono non avere restrizioni su dimensioni, potenza o capacità di comunicazione; per le applicazioni che comportano mobilità, si applicano tutte queste restrizioni. Per i computer indossabili, ci sono sfide significative nei materiali per tessere canali conduttori nei tessuti. Alcuni ricercatori stanno sviluppando tecniche per generare energia dalle normali azioni di un corpo umano, come l’impatto del tallone sul terreno nel camminare.
Interessante, anche se la programmazione di base richiesta per costruire applicazioni ubique è la stessa della programmazione per altre applicazioni, le astrazioni coinvolte tendono ad essere abbastanza diverse. Le modalità di interfaccia del desktop computing non sono molto utili in ambienti calmi e indossabili. Un’altra caratteristica speciale del calm computing è che la sua efficacia si basa su un sacco di ragionamenti per dedurre i desideri dell’utente. A differenza del desktop computing, gli utenti non digitano semplicemente o usano il loro mouse per indicare i loro comandi – il sistema deve capire se gli utenti vorrebbero che la luce fosse abbassata leggermente per adattarsi al loro umore. Così le tecniche di intelligenza artificiale (AI) saranno d’aiuto in questo caso.
Il calcolo ubiquo tende a richiedere un’infrastruttura significativa. A seconda dei bisogni di un’applicazione specifica, l’infrastruttura dovrebbe includere la capacità dei diversi componenti di comunicare su reti wireline o wireless; i componenti dovrebbero essere in grado di scoprire la presenza l’uno dell’altro come fanno i servizi Jini basati su Java e altri servizi di registrazione; i componenti dovrebbero essere in grado di muoversi fisicamente mantenendo la loro identità e indirizzo come nelle reti IP mobili e 3G (terza generazione) wireless. Un’applicazione potrebbe richiedere la capacità di autenticare i partecipanti attraverso l’infrastruttura a chiave pubblica (PKI), o la capacità di effettuare pagamenti sicuri attraverso SET, il protocollo di transazione elettronica sicura. I requisiti esatti dell’infrastruttura varieranno a seconda dell’applicazione, ma è probabile che in molti casi siano necessarie capacità ad ampio raggio. Per esempio, gli edifici dovrebbero avere sensori di posizione in modo da poter rilevare gli utenti; i computer indossabili degli utenti dovrebbero essere in grado di parlare con gli edifici e con i computer degli altri utenti. I computer nelle automobili dovrebbero essere in grado di parlare con i computer ai caselli autostradali ed essere in grado di pagare per il privilegio di passare attraverso il casello.
La maggior parte delle tecnologie necessarie per l’ubiquitous computing esistono e l’infrastruttura si sta diffondendo sempre di più. Sebbene non si sappia ancora esattamente quali forme assumerà l’ubiquitous computing quando diventerà una realtà commerciale, possiamo essere sicuri che sarà qualcosa di stimolante e creativo.
Vedi anche Ergonomia; Microchip; Sistemi operativi; Interfacce utente.
Munindar P. Singh
Bibliografia
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