Ноутбуки та КПК звільняють нас від прив’язки до столів, але нам, як і раніше, потрібне фізичне підключення. Мені доводиться носити із собою сам блок (комп’ютер). Дослідники з дослідницького інституту AT&T у Кембриджі намагаються змінити це рівняння. Вони створюють повсюдну мережну систему, яка відокремлює програмне забезпечення від апаратного забезпечення. Додаток слідує за вами. Чи не ваш ноутбук. Сама програма.
Уявіть, що ви входите до кімнати. Натискаєте кнопку. Найближчий комп’ютер миттєво стає вашим комп’ютером. Це не локальний випадок. Це ваш робочий стіл. файли. ваші налаштування. Відкриті вкладки. Це також стосується мобільних телефонів та цифрових камер. Апаратне забезпечення є універсальним. Особистість – персональна.
Основна ідея проста, але фундаментальна. Навіщо носити Office у сумці, коли Office може прийти до вас? Ми рухаємось у бік інтелектуальних комп’ютерів, які відстежують наші переміщення. Ось як зібрати всі частини разом, щоб узяти із собою свої знання.
Пошук сигналу
Система заснована на маленькому радіопередавачі, який користувач носить із собою. Розгляньте його як маяк. У будинках є безліч спеціальних датчиків. Ці датчики спілкуються з передавачем. Коли ви входите до кімнати, мережа розпізнає вас. Знаходить найближчий доступний обчислювальний пристрій. Пристрій перебирає управління.
Не магія. Це скоординована передача даних та простору. «Сигнал кажана» тут має буквальне значення. Ваша присутність активує систему. Найближчі комп’ютери будуть підсвічені вашим профілем. Немає необхідності входити до системи. Просто так, як є. Комп’ютер знає, хто ви.
«Натиснувши кнопку, ви робите найближчий комп’ютер у кімнаті своїм комп’ютером стільки часу, скільки вам потрібно.»
Чому це важливо зараз?
Ми припускаємо, що рух означає носіння ваги. Ми цінуємо портативність вище за зручність. Ця модель порушує порядок, що склався. Ви нічого не приносите із собою, окрім себе самого. Інфраструктура робить все інше. Це зменшить плутанину. Знижує ризик втрати вашого пристрою. Це також означає, що ви не втратите свою роботу. Ви знаходитесь у примірювальних. Перемикаєте пристрої. Сесія все ще існує.
Вплив на обробку даних у компаніях та вдома значний. Більше жодних помилок синхронізації. Більше жодних ситуацій «я залишив це на іншому комп’ютері». Дані знаходяться у мережі. Єдине апаратне забезпечення – це монітор та клавіатура. Тимчасове використання.
Елемент головоломки
Досягнення цієї мети потребує злагодженої роботи кількох компонентів. Потрібен передавач на стороні користувача. Потрібні архітектурні датчики. Потрібна фонова логіка для підключення користувачів до пристроїв. І додаток має розуміти своє середовище. Ви повинні мати можливість змінювати своє середовище без колапсу.
Справа не лише у швидкості. Справа в ситуаційній обізнаності. Ваш комп’ютер знає, де ви знаходитесь. Він знає хто ви. Він буде належним чином налаштований. Це перехід від тупих терміналів до розумних, адаптивних інтерфейсів.
Ми ще перебуваємо на ранніх стадіях цього розвитку. Але шлях зрозумілий. Жодних змін в апаратному забезпеченні. Програмне забезпечення працює. Користувач залишається незмінним.
Як насправді працює ультразвукова система позиціонування AT&T
Неможливо уявити, що комп’ютер знає, хто сидить поруч із ним. Якщо програму потрібно відстежувати користувача, інфраструктура повинна знайти цього користувача та його обладнання. Дослідники AT&T вирішили цю проблему за допомогою системи, яка звучить як щось із наукової фантастики, але заснована на базовій фізиці. Вони називають її ультразвуковою системою позиціонування. Вона спирається на три рухомі компоненти: BAT (передавач, керований користувачем), приймач стель і центральний контролер, який синхронізує всю цю систему.
Досвід користувача починається з використання BAT. Цей маленький пристрій передає власний 48-бітний код. Йдеться не лише про передачу даних. У ньому також є передавач, який зв’язується із центральним контролером. Це здійснюється через двонаправлений радіозв’язок на частоті 433 МГц. Таке налаштування забезпечує двосторонній зв’язок. Вона необхідна для перевірки статусу або надсилання команд.
Сам пристрій дуже компактний. BAT має довжину 3 дюйми, ширину 1,4 дюйми і товщину 0,6 дюйми. Він приблизно розміром із старий пейджер. Як джерело живлення використовується одна літієва тіонілхлоридна батарея напругою 3,6 В. Її не потрібно міняти приблизно протягом півроку. Усередині корпусу знаходяться дві кнопки, два світлодіоди, п’єзодинаміки та монітор напруги. Динаміки перетворюють BAT на універсальні пристрої вводу/виводу. Ви можете подавати звукові сигнали або увімкнути підсвічування. Це більше ніж просто трекер.
Відстеження відбувається на стелі. Приймачі встановлені квадратною сіткою на відстані близько 1,2 метра один від одного. Будівля AT&T Labs у Кембриджі є приміщенням площею 10 000 квадратних футів, оснащене приблизно 720 приймачами. Коли BAT випромінює ультразвуковий сигнал, він фіксується стелею. Потім система використовує трилатерацію для обчислення положення. Цей метод вимірює відстань до об’єкта щодо трьох конкретних опорних точок. Це проста геометрія. Сигнал досягає кількох приймачів. Затримка між моментами надходження сигналу визначає відстань. Крапки дозволяють визначити місцезнаходження.
Чому це важливо для повсякденного відстеження
Більшість людей вважають, що GPS є єдиним способом дізнатися, де знаходиться людина. Це можна застосовувати лише на відкритому повітрі. У приміщенні сигнал GPS може відбиватися від стін або повністю блокуватись. Він погано проникає крізь бетон. Потрібні інші сигнали. Ультразвук працює. Він навіть підвищує безпеку, оскільки не проникає крізь стіни. Ви не можете відстежувати будь-кого через двері. Сигнал залишається усередині приміщення.
Це важливо, тому що це змінює спосіб нашої взаємодії з просторами. BAT – це не просто пасивний трекер. Це пристрій введення. Ви можете натиснути на кнопку. Будівля дізнається, що ви її натиснули. Центральний контролер отримує цей сигнал через радіозв’язок на частоті 433 МГц. Інформація про ваше місцезнаходження буде оновлена. Висвітлення може змінитися. Температуру можна налаштувати. Або, можливо, просто фіксується ваша присутність у кімнаті з метою безпеки. П’єзоелектричні динаміки забезпечують зворотний зв’язок усередині будівель. Звуковий сигнал свідчить про те, що система прийняла команду. Якщо ви чуєте два сигнали, можливо, виникла помилка. Це петля зворотного зв’язку.
Найважливішим фактором тут є термін служби батареї. Півроку достатньо часу, щоб забути про необхідність її заміни. Вам не потрібно заряджати пристрій щотижня. Це знижує витрати на обслуговування. Якби вам доводилося заряджати
Відстеження кажанів
Коли система знає, яка кажан активна, центральний сервер surveillanceer відправляє її унікальний ідентифікатор радіоканалу. Кажани отримують сигнал і відповідають, відправляючи ультразвукові імпульси. Мережа приймачів фіксує цей сигнал. Сервер surveillanceer відстежує їх політ.
Звук поширюється у повітрі із відомою швидкістю. Вимірюючи час, необхідний для того, щоб імпульс досяг трьох окремих датчиків, система може тріангулювати точне місце розташування кажана. Точність позиціонування становить 3 см (1,18 дюйми). Це стосується всього камбриджського комплексу.
Знання про те, де знаходяться кажани, недостатньо. Ця система визначає напрямок, спостерігаючи за двома або більше кажанами. Аналізуючи патерни приймачів, вона обчислює, в який бік звернено людину. Також враховується сила сигналу.
Чому це важливо
Більшість людей не замислюються над тим, як їх пристрої визначають місце розташування. GPS не працює всередині приміщень. Wi-Fi викликає плутанину. Ця система на основі ультразвуку заповнює цю прогалину.
Кажани ефективні, тому що вони маленькі. Вони ідеально поміщаються у кишеню чи сумку. Не потрібно ручне увімкнення. Користувачам не потрібно натискати будь-які кнопки. Система просто слухає.
Це змінює те, як працюють простори. Офіс може виявити, що переговорна кімната порожня. У роздрібній торгівлі можна побачити які проходи люди ігнорують. Медичні працівники можуть стежити за обладнанням. Точність важлива, тому що точність у 3 сантиметри достатньо, щоб розрізнити двох людей, що стоять поряд.
Як вони порівнюються?
Інші методи моніторингу усередині приміщень мають недоліки. Точність Bluetooth-маяків складає до кількох метрів. Це корисно для великих площ. Це не є корисним для точної навігації.
Ультразвукові імпульси поширюються дуже швидко. Вони не дуже добре проникають крізь стіни. Це особливість, а чи не недолік. Запобігає витоку сигналу в сусідні офіси. Тримає дані локальними.
Ця система базується на фіксованих датчиках. Може бути встановлена на стелі чи стіні. Вони не рухаються. Кажани коштують дуже дешево. Легко міняти. Якщо сідає батарея, можна замінити мітку. Немає потреби переналаштовувати всю мережу.
Підступ
Жодна система не ідеальна. Ультразвукові сигнали можуть бути блоковані. Товста куртка може послабити сигнал. Металеві стелажі можуть викликати відбиття. Контролери повинні враховувати шум. Усунути помилкові спрацьовування.
Будівля у Кембриджі є свідченням цієї концепції. Це показує, що високу точність можна досягти без дорогого обладнання. Кажани дешеві. Приймач – стандартне обладнання. Програмне забезпечення виконує основну роботу за вас.
У міру того, як будівлі стають розумнішими, ця точність стає ще більш важливою. Перестаньте запитувати: Де мої ключі? І потім ви починаєте питати: “Як цей простір може мені допомогти?” Технологія вже існує. Ми просто чекаємо на відповідний варіант використання.
Чи це здається вторгненням у приватне життя? Можливо. Але це також корисно. Грань між зручністю та стеженням тонка. Ми йдемо
Це не наукова фантастика. Так тепер працює офіс.
Ви входите до кімнати. Я бачу телефон на чистому столі. Ви не торкаєтесь його. Немає необхідності здійснювати телефонний дзвінок. Телефон тепер ваш.
Дзвінки з власних пристроїв здійснюються безпосередньо з відповідного настільного телефону.
Але ось у чому проблема. Що, якщо хтось інший вже використовує цей телефон? Ви нічого не отримаєте. Центральний контролер розпізнає конфлікт. Телефон залишається у поточного власника. Ви не можете перехопити зайняту лінію.
Не магія. Це геометрія.
Ця система створює цифровий міхур навколо кожного об’єкта. Уявіть карту всесвіту. Право власності передається, коли міхур стосується міхура пристрою. Це тимчасово. Це динамічно. Це автоматично.
Камери не просто записують. Вони дивляться. Зайдіть до переговорної кімнати, і ви знайдете камеру. Нахиліть об’єктив. Ви можете ходити кімнатою. Ви завжди у кадрі. Більше ніяких безладних статичних кадрів.
Далі – робочий стіл.
Пропонуємо Virtual Network Computing (VNC).
Це змінює все. Екран комп’ютера не на столі. Він у вас у кишені. Або точніше він прив’язаний до ідентифікатора в пам’яті системи.
Підійдіть до монітора будівлі. До будь-якого монітора.
З’явиться робочий стіл.
Телепортація. Миттєво.
Бажаєте показати свою роботу колезі? Підійдіть до їхнього столу. Ваш екран є там. Вони бачать те, що ви бачите. Не потрібні флешки. Немає вкладень у електронній пошті. Нема фрази «давайте спочатку збережемо». Чистий миттєвий доступ.
Бажаєте залишити кімнату? Екран дистанційного керування гасне. Ваш робочий стіл чекає на вас. Як слід.
Вирва інформації та розумний постер
Тут стає дивно.
Пам’ятаєте ті стікери, які ви залишали колись на своєму екрані? Чи, може, ті листівки на стіні в кімнаті відпочинку?
Їх більше нема.
Зверніться до Information Hopper.
Це не просто цифрові вивіски. Вони мають ситуаційне усвідомлення.
Постери в лобі не показують ту саму рекламу всім. Вони аналізують ваші облікові дані. Я бачу, що ви з відділу маркетингу. Показує ефективні матеріали третього кварталу.
Чи є у лобі кіоск? Це інформаційний канал.
Натисніть на персонажа. Або просто підійдіть. Екран прокидається. Він знає хто ви. Він знає, що вам потрібно.
Бажаєте побачити організаційну структуру вашої компанії? Вона там.
Потрібна переговорна кімната? Ваш телефон перенаправляється на локальний дисплей на поверсі, що відображається.
Це не просто для зручності. Йдеться про хаос.
Фізичні листівки псуються. Цифрові вивіски статичні. Hopper тече.
Оновлюється у реальному часі.
Якщо ви скасуєте, дисплей негайно змінюється. Нікому не треба зривати постер. Немає необхідності друкувати новий папір.
А як щодо розумного постера у коридорі? Він робить більше, ніж просто відображає вміст. Він взаємодіє.
Ви бачили QR-код? Ні, це старий спосіб.
Постери push-повідомлення пристроїв на основі відстані.
Розумний плакат для ходьби в інженерній лабораторії. Телефон дзвонить. Посилання на останні журнали серверів з’явиться у вашій поштовій скриньці.
Ви коли-небудь проходили повз відділ кадрів? Я розумію.
Інформаційний хопер і розумні постери
Коли зона розташування заблокована, мережа стає не просто каналом передачі даних, а системою, яка враховує контекст. Перша велика зміна полягала у введенні інформаційного хопера. Уявіть собі тимчасову шкалу даних, яка точно відстежує, коли було створено ті чи інші дані. Йдеться не лише про збереження файлів. Записується хто це зробив. Зберігається ваше місцезнаходження. Також відстежується, з ким ви перебуваєте.
Це змінює спосіб перегляду файлової системи комп’ютера. Хопер діє як всепроникний архіваріус, що постійно спостерігає і класифікує. Коли ви підключаєте свою цифрову камеру до мережі, ваші фотографії миттєво з’являються на вашій особистій часовій шкалі. Коли ви створюєте голосові нотатки за допомогою диктофона, вони записуються у той самий потік. Якщо два фрагменти даних були створені в той самий час, вони з’являться поруч один з одним на тимчасовій шкалі. Система розуміє соціальний контекст цього моменту. Вона пов’язує вашу тимчасову шкалу із тимчасовими шкалами ваших колег. Це дозволяє створювати тимчасові шкали, специфічні для проектів, пов’язаних обговорень без ручного маркування.
Потім є “розумні постери”. Ми звикли натискати кнопки на екрані. Система переносить ці кнопки у фізичний простір. Розумний постер – це простий аркуш паперу, розміщений на стіні. Він визначає, куди відправляються файли, виходячи з налаштувань користувача. Ви також можете розпочати показ реклами. Для використання не потрібний сенсорний екран. Піднесіть свій смартфон до паперової кнопки та натисніть. Ваша особа буде негайно розпізнана. Ці постери можуть мати кілька кнопок, кожна з яких виконує свою функцію.
Ця система позиціонування з використанням ультразвуку змусить вас по-новому подивитись зберігання файлів. Традиційно ми зберігаємо файли локально на робочих комп’ютерах і іноді робимо резервні копії на серверах. Завдяки інфраструктурі мережі всієї будівлі комп’ютери тепер можуть передавати права володіння файлами. Всі дані передаються на централізовану тимчасову шкалу, до якої можна отримати доступ із будь-якого пристрою в будівлі.
Часті питання
Які деякі поширені приклади повсюдних обчислень?
Найпоширенішими прикладами є голосові помічники, такі як Amazon Alexa та Google Assistant. Смартфони є добрим прикладом. Носимо пристрої, такі як розумний годинник і фітнес-трекери, також важливі. Пристрої розумного будинку, такі як термостати та камери відеоспостереження, відповідають цій моделі. Мультимедійні системи автомобілів ще одна важлива область. Офісні інструменти для підвищення продуктивності, такі як Slack та Zoom, підтримують цей тип робочого процесу, до якого можна отримати доступ із будь-якого місця.
Що таке повсюдна система?
Повсюдна система – це система, яка є скрізь. Вона працює у фоновому режимі, тому вам не потрібно звертати на неї увагу.
Чому Інтернет називають повсюдною мережею?
Інтернет називають «повсюдним», тому що він доступний у будь-який час та в будь-якому місці. Це мережа, яка завжди знаходиться в онлайн-режимі та доступна.
Додаткові ресурси
Для отримання додаткової інформації перегляньте посилання нижче.
- Як працює домашня мережа
- Як працює доповнена реальність
- Як працюють речі
З академічної та ділової точок зору:
- Дослідницький інститут Cambridge Research Institute компанії AT&T: проект Sentient Computing
- Огляд технологій: інформаційні технології всюди
- Кембриджський університет: Sentient Computing
- AT&T: Програмування з урахуванням простору
