Повсеместные вычисления

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Повсеместные вычисления (вездесущие вычисления, юбикомп, от англ. ubiquitous computing) — понятие, обозначающее модель взаимодействия человека с вычислительной системой, в которой пользователь окружён вычислительными устройствами, пронизывающими окружающую среду, интегрированными в повседневные вещи.

В отличие от виртуальной реальности, где в компьютере отражается виртуальный мир, при повсеместных вычислениях компьютеры привносятся в реальный мир вокруг человека, этот мир состоит из множества цифровых мини-помощников (окружающий интеллект). Таким образом, под повсеместными вычислениями понимают компьютеры в мире человека, а не человеческий мир внутри компьютера.

История

Понятие предложено в 1988 году сотрудниками Xerox PARC Джоном Брауном (англ. John Seely Brown) Марком Уайзером (англ. Mark Weiser), опубликовавшими ряд статей, в которых не только подробно описывалась модель, но и затрагивались связанные с нею этические вопросы[1][2][3], перекликаясь с этическими идеями Майрона Крюгера 1977 года[4].

Среди создателей ранних прототипов для технологии указываются профессор Кембриджского университета Энди Хоппер, продемонстрировавший концепт «телепортинга» — приложения, следующего за пользователем во время его перемещения в пространстве, и Кен Сакамура из Токийского Университета, разработавший протоколы взаимодействия для устройств.

Одной из самых ранних вездесущих систем являлось устройство «Livewire», созданное художницей Натали Еремеенко[англ.] для Xerox PARC. Система представляла собой струну, прикрепленную к шаговому двигателю и контролируемую с помощью локальной сети; сетевая активность заставляла струну дергаться. Струна, закручивавшаяся с характерным звуком, уведомляла сотрудников компании о степени загруженности сети, не отвлекая их от работы.

К концу 1990-х годов в области внедрения повсеместных вычислений работало огромное число лабораторий и исследовательских групп во всем мире. В 2000-е годы на основе концепции были разработаны программы, охватывающие целые страны, например «u-Japan» (продолжение программы «e-Japan») и «u-Korea». Более того, для описания постинформационного общества, в котором есть единое информационное пространство, используется понятие «повсеместного общества» (Ubiquitous Network Society, u-society). В таком обществе информация доступна как любому индивиду, так и любому объекту из любой точки мира и в любое время. Предполагается, что в будущем вездесущие сети будут включать в себя не только каналы связи от человека к человеку, но и от человека к объекту и обратно, и интегрироваться образовать единое целое с сетью объектов — интернетом вещей.

Основные положения

Классическими положениями повсеместных вычислений считаются требования, опубликованные Марком Уайзером (англ. Mark Weiser) в статье «Компьютер XXI века», опубликованной в 1991 году в журнале Scientific American[5] — применение устройств малой мощности, и связывающей их вместе вычислительной сети, а также наличие программных систем, обеспечивающих работу повсеместно распространённых приложений в условиях сети. Уайзер предсказывал, что компьютер станет невидимым, скрытым от пользователя, как в своё время это случилось с электрическим двигателем, в начале XX века являвшегося во многих случаях внешним устройством по отношению к специализированным приспособлениям, выполнявшим различные функции.

Принципы, по которым, согласно Уайзеру, должны работать вездесущие вычислительные устройства в повсеместных вычислениях:

  • цель компьютера — позволить человеку заниматься своей привычной деятельностью;
  • компьютер должен ориентироваться в привычной для человека обстановке и действовать сообразно её изменению;
  • лучший компьютер — это тихий, невидимый помощник;
  • «спокойная технология» (англ. calm technology) не заставляет человека фокусировать внимание на ней, таким образом, постоянное фоновое присутствие подобных устройств не требует активного внимания, но передаваемая ими информация готова к тому, чтобы человек ею воспользовался.

Уайзер предполагал, что вездесущие устройства будут реализованы в трех основных форм-факторах:

  • Tabs: нательные устройства (англ. wearable computer) размером в несколько сантиметров;
  • Pads: устройства размером около 10 сантиметров, которые удобно взять в руку;
  • Boards: дисплейные интерактивные устройства размером более метра.

Впоследствии выделены и другие форматы устройств для повсеместных вычислений[6]:

  • умная пыль — самоорганизующиеся крошечные устройства без дисплеев, например, микроэлектро-механические системы (МЭМС), каждая такая «пылинка» содержит датчик и оптический приёмо-передатчик, обеспечивающий связь на расстоянии нескольких километров;
  • гибкие плёнки (англ. skin): материалы, созданные с использованием светоизлучающих и проводящих полимеров, которые могут быть трансформированы в более гибкие неплоские поверхности (одежда, занавески) (например, гибкие OLED);
  • тела (англ. clay): объединение МЭМС-устройств в трёхмерные формы, в результате чего создаются материальные ощутимые интерфейсы, напоминающие объекты физического мира.

В среде повсеместных вычислений по классическим представлениям Уайзера, двери открываются только тем сотрудникам компании, идентифицируемым при помощи технологии RFID, комнаты приветствуют людей по имени, планы и встречи сами записываются в органайзер, компьютер учитывает предпочтения пользователя, сидящего перед ним. Согласно идеям Уайзера, для создания такого пространства не нужно совершать прорыв в исследованиях искусственного интеллекта — достаточно грамотно интегрировать вездесущие устройства в нашу повседневность. В «умной» домашней среде свет может быть взаимосвязан с персональными биометрическими мониторами на одежде человека, что позволит освещению и отоплению подстраиваться под него, делая его пребывание в комнате максимально комфортным. Также часто приводился пример холодильника, способного составлять меню на день в зависимости от того, какие продукты имеются в наличии, а также предупреждающего об истечении сроков хранения продуктов.

Применение

Самым распространённым устройством повсеместных вычислений стал мобильный телефон, хотя в начале 1990-х в явном виде никто не высказывал представление об этом.

Среди решений, где в той или иной степени реализуется концепция повсеместные вычислений:

  • умные здания и умные помещения: среда, чувствующая своих обитателей и отвечающая им;
  • привязанные к местонахождению информационные среды;
  • осязаемые биты: управление виртуальным миром через управление физическими предметами;
  • нательные компьютеры: датчиковые, вычислительные и коммуникативные устройства, носимые на одежде;
  • цифровые города: информационное оснащение городских территорий.

Примечания

  1. ↑ Weiser M. The world is not a desktop // Interactions. — 1994. (недоступная ссылка)
  2. ↑ Weiser M. Hot Topics: Ubiquitous Computing // IEEE Computer. — 1993. (недоступная ссылка)
  3. ↑ Weiser M., Gold R., Brown J. S. The origins of ubiquitous computing research at PARC in the late 1980s // IBM systems journal. — 1999. — Т. 38, № 4. — С. 693—696. (недоступная ссылка)
  4. ↑ Krueger M. Responsive Environments // NCC Proceedings. — 1977. — С. 422–433.
  5. ↑ Weiser M. The computer for the 21st century (англ.) // Scientific american. — 1991. — Vol. 265, no. 3. — P. 94—104. Архивировано 17 декабря 2015 года.
  6. ↑ Poslad S. Ubiquitous computing: smart devices, environments and interactions (англ.) // John Wiley & Sons. — 2011.

Литература

Ссылки