Повсеместные вычисления
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
[править | править код]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
[править | править код]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
[править | править код]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
[править | править код]- ↑ Weiser M. The world is not a desktop // Interactions. — 1994. (недоступная ссылка)
- ↑ Weiser M. Hot Topics: Ubiquitous Computing // IEEE Computer. — 1993. (недоступная ссылка)
- ↑ 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)
- ↑ Krueger M. Responsive Environments // NCC Proceedings. — 1977. — С. 422–433.
- ↑ Weiser M. The computer for the 21st century (англ.) // Scientific american. — 1991. — Vol. 265, no. 3. — P. 94—104. Архивировано 17 декабря 2015 года.
- ↑ Poslad S. Ubiquitous computing: smart devices, environments and interactions (англ.) // John Wiley & Sons. — 2011.
Литература
[править | править код]- Леонид Левкович-Маслюк. Скучные и веселые сверхзадачи // Компьютерра. — 2007. — № 24.
- Дэвид Дитцел. Повсеместные вычисления // Computerworld RE. — 2001. — № 14.
Ссылки
[править | править код] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Концепции | |
|---|---|
| Технологии | |
| Платформы | |
| Применение | |
| Первые исследователи | |
| См. также | |