Ноутбуки и КПК освобождают нас от привязки к столам, но нам по-прежнему требуется физическое подключение. Мне приходится носить с собой сам блок (компьютер). Исследователи из исследовательского института AT&T в Кембридже пытаются изменить это уравнение. Они создают повсеместную сетевую систему, которая отделяет программное обеспечение от аппаратного обеспечения. Приложение следует за вами. Не ваш ноутбук. Сама программа.
Представьте, что вы входите в комнату. Нажимаете кнопку. Ближайший компьютер мгновенно становится вашим компьютером. Это не локальный случай. Это ваш рабочий стол. ваши файлы. ваши настройки. Открытые вкладки. Это также относится к мобильным телефонам и цифровым камерам. Аппаратное обеспечение универсально. Личность — персональна.
Основная идея проста, но фундаментальна. Зачем носить Office в сумке, когда Office может прийти к вам? Мы движемся в сторону интеллектуальных компьютеров, которые отслеживают наши перемещения. Вот как собрать все части вместе, чтобы взять с собой свои знания.
Поиск сигнала
Система основана на маленьком радиопередатчике, который пользователь носит с собой. Рассмотрите его как маяк. В зданиях есть множество специальных датчиков. Эти датчики общаются с передатчиком. Когда вы входите в комнату, сеть распознает вас. Находит ближайшее доступное вычислительное устройство. Устройство берет на себя управление.
Это не магия. Это скоординированная передача данных и пространства. «Сигнал летучей мыши» здесь имеет буквальный смысл. Ваше присутствие активирует систему. Ближайшие компьютеры будут подсвечены вашим профилем. Нет необходимости входить в систему. Просто так, как есть. Компьютер знает, кто вы.
«Нажав на кнопку, вы делаете ближайший компьютер в комнате своим компьютером на столько времени, сколько вам нужно.»
Почему это важно сейчас?
Мы предполагаем, что перемещение означает ношение веса. Мы ценим портативность выше удобства. Эта модель нарушает сложившийся порядок. Вы ничего не приносите с собой, кроме себя самого. Инфраструктура делает все остальное. Это снизит путаницу. Снижает риск потери вашего устройства. Это также означает, что вы не потеряете свою работу. Вы находитесь в примерочных. Переключаете устройства. Сессия все еще существует.
Влияние на обработку данных в компаниях и дома значительное. Больше никаких ошибок синхронизации. Больше никаких ситуаций «я оставил это на другом компьютере». Данные находятся в сети. Единственное аппаратное обеспечение — это монитор и клавиатура. Временное использование.
Элемент головоломки
Достижение этой цели требует слаженной работы нескольких компонентов. Требуется передатчик на стороне пользователя. Требуется архитектурные датчики. Нужна фоновая логика для подключения пользователей к устройствам. И приложение должно понимать свою среду. Вы должны иметь возможность изменять свою среду без коллапса.
Дело не только в скорости. Дело в ситуационной осведомленности. Ваш компьютер знает, где вы находитесь. Он знает, кто вы. Он будет соответствующим образом настроен. Это переход от тупых терминалов к умным, адаптивным интерфейсам.
Мы все еще находимся на ранних стадиях этого развития. Но путь ясен. Никаких изменений в аппаратном обеспечении. Программное обеспечение работает. Пользователь остается неизменным.
Как на самом деле работает ультразвуковая система позиционирования AT&T
Невозможно представить, что компьютер знает, кто сидит рядом с ним. Если программе нужно отслеживать пользователя, инфраструктура должна найти этого пользователя и его оборудование. Исследователи AT&T решили эту проблему с помощью системы, которая звучит как нечто из научной фантастики, но основана на базовой физике. Они называют её ультразвуковой системой позиционирования. Она опирается на три подвижных компонента: BAT (передатчик, управляемый пользователем), потолочный приёмник и центральный контроллер, который синхронизирует всю эту систему.
Пользовательский опыт начинается с использования BAT. Это маленькое устройство передаёт свой собственный 48-битный код. Речь идёт не только о передаче данных. В нём также есть передатчик, который связывается с центральным контроллером. Это осуществляется через двунаправленную радиосвязь на частоте 433 МГц. Такая настройка обеспечивает двустороннюю связь. Она необходима для проверки статуса или отправки команд.
Само устройство очень компактное. BAT имеет длину 3 дюйма, ширину 1,4 дюйма и толщину 0,6 дюйма. Он примерно размером со старый пейджер. В качестве источника питания используется одна литиевая тионилхлоридная батарея напряжением 3,6 В. Её не нужно менять примерно в течение полугода. Внутри корпуса находятся две кнопки, два светодиода, пьезодинамик и монитор напряжения. Динамики превращают BAT в универсальные устройства ввода/вывода. Вы можете подавать звуковые сигналы или включать подсветку. Это больше, чем просто трекер.
Отслеживание происходит на потолке. Приёмники установлены квадратной сеткой на расстоянии около 1,2 метра друг от друга. Здание AT&T Labs в Кембридже представляет собой помещение площадью 10 000 квадратных футов, оснащённое примерно 720 приёмниками. Когда BAT излучает ультразвуковой сигнал, он фиксируется потолком. Затем система использует трилатерацию для вычисления положения. Этот метод измеряет расстояние до объекта относительно трёх конкретных опорных точек. Это простая геометрия. Сигнал достигает нескольких приёмников. Задержка между моментами прихода сигнала определяет расстояние. Точки позволяют определить местоположение.
Почему это важно для повседневного отслеживания
Большинство людей считают, что GPS — единственный способ узнать, где находится человек. Это применимо только на открытом воздухе. В помещении сигнал GPS может отражаться от стен или полностью блокироваться. Он плохо проникает через бетон. Нужны другие сигналы. Ультразвук работает. Он даже повышает безопасность, поскольку не проникает сквозь стены. Вы не можете отслеживать кого-либо через дверь. Сигнал остаётся внутри помещения.
Это важно, потому что это меняет способ нашего взаимодействия с пространствами. BAT — это не просто пассивный трекер. Это устройство ввода. Вы можете нажать кнопку. Здание узнаёт, что вы нажали её. Центральный контроллер получает этот сигнал через радиосвязь на частоте 433 МГц. Информация о вашем местоположении будет обновлена. Освещение может измениться. Температуру можно отрегулировать. Или, возможно, просто фиксируется ваше присутствие в комнате в целях безопасности. Пьезоэлектрические динамики обеспечивают обратную связь внутри зданий. Звуковой сигнал указывает на то, что система приняла команду. Если вы слышите два сигнала, возможно, произошла ошибка. Это петля обратной связи.
Самым важным фактором здесь является срок службы батареи. Полгода — достаточно времени, чтобы забыть о необходимости её замены. Вам не нужно заряжать устройство еженедельно. Это снижает затраты на обслуживание. Если бы вам приходилось заряжать
Отслеживание летучих мышей
Когда система знает, какая летучая мышь активна, центральный сервер surveillanceer отправляет её уникальный идентификатор по радиоканалу. Летучие мыши получают сигнал и отвечают, отправляя ультразвуковые импульсы. Сеть приёмников фиксирует этот сигнал. Сервер surveillanceer отслеживает их полёт.
Звук распространяется в воздухе с известной скоростью. Измеряя время, необходимое для того, чтобы импульс достиг трёх отдельных датчиков, система может триангулировать точное местоположение летучей мыши. Точность позиционирования составляет 3 см (1,18 дюйма). Это применимо ко всему камбриджскому комплексу.
Знания о том, где находятся летучие мыши, недостаточно. Эта система определяет направление, наблюдая за двумя или более летучими мышами. Анализируя паттерны приёмников, она вычисляет, в какую сторону обращён человек. Также учитывается сила сигнала.
Почему это важно
Большинство людей не задумываются о том, как их устройства определяют местоположение. GPS не работает внутри помещений. Wi-Fi вызывает путаницу. Эта система на основе ультразвука заполняет этот пробел.
Летучие мыши эффективны, потому что они маленькие. Они идеально помещаются в карман или сумку. Не требуется ручное включение. Пользователям не нужно нажимать какие-либо кнопки. Система просто слушает.
Это меняет то, как работают пространства. Офис может обнаружить, что переговорная комната пуста. В розничной торговле можно увидеть, какие проходы люди игнорируют. Медицинские работники могут отслеживать оборудование. Точность важна, потому что точность в 3 сантиметра достаточно, чтобы различить двух людей, стоящих рядом.
Как они сравниваются?
Другие методы мониторинга внутри помещений имеют недостатки. Точность Bluetooth-маяков составляет до нескольких метров. Это полезно для больших площадей. Это не полезно для точной навигации.
Ультразвуковые импульсы распространяются очень быстро. Они не очень хорошо проникают сквозь стены. Это особенность, а не недостаток. Предотвращает утечку сигнала в соседние офисы. Держит данные локальными.
Эта система основана на фиксированных датчиках. Может быть установлена на потолке или стене. Они не двигаются. Летучие мыши стоят очень дёшево. Легко менять. Если садится батарея, вы можете заменить метку. Нет необходимости перенастраивать всю сеть.
Подвох
Ни одна система не идеальна. Ультразвуковые сигналы могут блокироваться. Толстая куртка может ослабить сигнал. Металлические стеллажи могут вызывать отражения. Контроллеры должны учитывать шум. Устранять ложные срабатывания.
Здание в Кембридже является свидетельством этой концепции. Это показывает, что высокая точность может быть достигнута без дорогого оборудования. Летучие мыши дешёвые. Приёмник — стандартное оборудование. Программное обеспечение выполняет основную работу за вас.
По мере того как здания становятся умнее, эта точность становится ещё более важной. Перестаньте спрашивать: «Где мои ключи?» И затем вы начинаете спрашивать: «Как это пространство может мне помочь?» Технология уже существует. Мы просто ждём подходящего варианта использования.
Кажется ли это вторжением в частную жизнь? Возможно. Но это также полезно. Грань между удобством и слежкой тонка. Мы идём
Это уже не научная фантастика. Так теперь работает офис.
Вы входите в комнату. Я вижу телефон, лежащий на чистом столе. Вы не касаетесь его. Нет необходимости совершать телефонный звонок. Телефон теперь ваш.
Звонки с личных устройств осуществляются непосредственно с соответствующего настольного телефона.
Но вот в чём проблема. Что если кто-то другой уже использует этот телефон? Вы ничего не получите. Центральный контроллер распознаёт конфликт. Телефон остаётся у текущего владельца. Вы не можете перехватить занятую линию.
Это не магия. Это геометрия.
Эта система создаёт цифровой пузырь вокруг каждого объекта. Представьте себе карту вселенной. Право собственности передаётся, когда пузырь касается пузыря устройства. Это временно. Это динамично. Это автоматически.
Камеры не просто записывают. Они смотрят. Зайдите в переговорную комнату, и вы найдёте камеру. Наклоните объектив. Вы можете ходить по комнате. Вы всегда в кадре. Больше никаких беспорядочных статичных кадров.
Далее — рабочий стол.
Представляем Virtual Network Computing (VNC).
Это меняет всё. Экран компьютера не на столе. Он у вас в кармане. Или, точнее, он привязан к идентификатору в памяти системы.
Подойдите к монитору здания. К любому монитору.
Появится рабочий стол.
Телепортация. Мгновенно.
Хотите показать свою работу коллеге? Подойдите к их столу. Ваш экран там. Они видят то, что видите вы. Не нужно флешки. Нет вложений в электронной почте. Нет фразы «давайте сначала сохраним». Чистый мгновенный доступ.
Хотите покинуть комнату? Экран удалённого управления гаснет. Ваш рабочий стол ждёт вас. Как следует.
Воронка информации и умный постер
Здесь становится странно.
Помните те стикеры, которые вы когда-то оставляли на своём экране? Или, может быть, те листовки на стене в комнате отдыха?
Их больше нет.
Обратитесь к Information Hopper.
Это не просто цифровые вывески. Они обладают ситуационным осознанием.
Постеры в лобби не показывают одну и ту же рекламу всем. Они анализируют ваши учётные данные. Я вижу, что вы из отдела маркетинга. Показывает эффективные материалы третьего квартала.
Есть ли в лобби киоск? Это информационный канал.
Нажмите на персонажа. Или просто подойдите. Экран просыпается. Он знает, кто вы. Он знает, что вам нужно.
Хотите увидеть организационную структуру вашей компании? Она там.
Нужна переговорная комната? Ваш телефон перенаправляется на локальный дисплей на отображаемом этаже.
Это не просто для удобства. Речь идёт о хаосе.
Физические листовки портятся. Цифровые вывески статичны. Hopper течёт.
Обновляется в реальном времени.
Если вы отменяете, дисплей немедленно меняется. Никому не нужно срывать постер. Нет необходимости печатать новую бумагу.
А как насчёт умного постера в коридоре? Он делает больше, чем просто отображает контент. Он взаимодействует.
Вы видели QR-код? Нет, это старый способ.
Постеры «push»-уведомления устройств на основе расстояния.
Умный постер для ходьбы в инженерной лаборатории. Телефон звонит. Ссылка на последние журналы серверов появится в вашем почтовом ящике.
Вы когда-нибудь проходили мимо отдела кадров? Я понимаю.
Информационный хоппер и умные постеры
Когда зона местоположения заблокирована, сеть становится не просто каналом передачи данных, а системой, учитывающей контекст. Первое крупное изменение заключалось во введении информационного хоппера. Представьте себе временную шкалу данных, которая точно отслеживает, когда были созданы те или иные данные. Речь идёт не только о сохранении файлов. Записывается, кто это сделал. Сохраняется ваше местоположение. Также отслеживается, с кем вы находитесь.
Это меняет способ просмотра файловой системы вашего компьютера. Хоппер действует как всепроникающий архивариус, постоянно наблюдающий и классифицирующий. Когда вы подключаете свою цифровую камеру к сети, ваши фотографии мгновенно появляются на вашей личной временной шкале. Когда вы создаёте голосовые заметки с помощью диктофона, они записываются в тот же поток. Если два фрагмента данных были созданы в одно и то же время, они появятся рядом друг с другом на временной шкале. Система понимает социальный контекст этого момента. Она связывает вашу временную шкалу с временными шкалами ваших коллег. Это позволяет создавать временные шкалы, специфичные для проектов, для связанных обсуждений без ручной маркировки.
Затем есть умные постеры. Мы привыкли нажимать кнопки на экране. Система переносит эти кнопки в физическое пространство. Умный постер — это простой лист бумаги, размещённый на стене. Он определяет, куда отправляются файлы, исходя из настроек пользователя. Вы также можете начать показывать рекламу. Для использования не требуется сенсорный экран. Поднесите свой смартфон к бумажной кнопке и нажмите. Ваша личность будет немедленно распознана. Эти постеры могут иметь несколько кнопок, каждая из которых выполняет свою функцию.
Эта система позиционирования с использованием ультразвука заставит вас по-новому взглянуть на хранение файлов. Традиционно мы храним наши файлы локально на рабочих компьютерах и иногда делаем резервные копии на серверах. Благодаря сетевой инфраструктуре всего здания компьютеры теперь могут передавать права владения файлами. Все данные передаются на централизованную временную шкалу, к которой можно получить доступ с любого устройства в здании.
Часто задаваемые вопросы
Каковы некоторые распространённые примеры повсеместных вычислений?
Распространёнными примерами являются голосовые помощники, такие как Amazon Alexa и Google Assistant. Смартфоны являются хорошим примером. Носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры, также важны. Устройства умного дома, такие как термостаты и камеры видеонаблюдения, соответствуют этой модели. Мультимедийные системы автомобилей — ещё одна важная область. Офисные инструменты для повышения производительности, такие как Slack и Zoom, поддерживают этот тип рабочего процесса, к которому можно получить доступ из любого места.
Что такое повсеместная система?
Повсеместная система — это система, которая присутствует везде. Она работает в фоновом режиме, поэтому вам не нужно обращать на неё внимание.
Почему Интернет называют повсеместной сетью?
Интернет называют «повсеместным», потому что он доступен в любое время и в любом месте. Это сеть, которая всегда находится в онлайн-режиме и доступна.
Дополнительные ресурсы
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со ссылками ниже.
- Как работает домашняя сеть
- Как работает дополненная реальность
- Как работают вещи
С академической и деловой точек зрения:
- Исследовательский институт Cambridge Research Institute компании AT&T: проект Sentient Computing
- Обзор технологий: информационные технологии повсюду
- Кембриджский университет: Sentient Computing
- AT&T: Программирование с учётом пространства
