Ubiquitous computing

Nigdzie w polskim internecie nie znalałem niczego na bardzo ciekawy temat jakim jest ubiquitous computing (w skrócie ubicomp), więc postanowiłem coś o tym napisać. Samo polskie tłumaczenie tego terminu „przetwarzanie rozpowszechnione” brzmi dość niezgrabnie. Co to jest i co to znaczy?

Ubocznym skutkiem prawa Moore’a, które mówi, że liczba tranzystorów w mikroprocesorach podwaja się co dwa lata, jest to że słabsze procesory nieubłaganie tanieją. Moc obliczeniowa jest coraz tańsza, odpowiedniki starych procesorów coraz mniejsze, pobierają mniej energii, a mogą nadal znaleźć wiele zastosowań. Dzisiejsze zegarki mają większą moc obliczeniową, niż komputery NASA w momencie lądowania ludzi na Księżycu. Ten fakt powoduje, że istnieje dziś możliwość zastosowania układów elektronicznych w wielu przedmiotach codziennego użytku po bardzo niskich kosztach. Połączenie tych wszystkich urządzeń w sieć daje zupełnie nowe możliwości.

Mark Weiser

W 1988 roku (a więc jeszcze przed erą internetu) naukowiec ze słynnego laboratorium Xerox PARC Mark Weiser stworzył wizję wszechobecnych komputerów (ubiquitous computing), które:

  • są wbudowane w przedmioty codziennego użytku, noszone jako część ubioru (wereable computing) albo stanowią element otoczenia (idea inteligentnych domów i miast);
  • są świadome swojego otoczenia i reagują na nie – np. sensory ruchu, położenia, itd. (ambient intelligence);
  • nie wymagają od użytkownika siedzenia przy biurku, pełnego skupienia, sterowania klawiaturą i myszką i wpatrywania się w ekran – są w dużej mierze „niewidzialne”. Możliwa jest interakcja fizyczna, za pomocą głosu, gestów, ruchu, dotyku (physical computing);
  • komputery są połączone w sieć i stanową jeden system (internet of things)

Od lat na Zachodzie organizowane są konferencje związane z ubicomp, można na ten temat napisać doktorat. Dzisiaj te wszystkie pomysły nie należą już do science fiction, ale wydają się jak najbardziej możliwe. iPhone (wyposażony w takie sensory jak akcelerometr, żyroskop, cyfrowy kompas + GPS, ekran wielodotykowy, dwie kamery, mikrofon, czujnik zbliżeniowy oraz światła) i Siri, iPad, konsola Wii, Microsoft Kinect, Playstation Move, to przykłady popularnych komercyjnych produktów, których interfejsy zmieniają nasz sposób interakcji z technologią.

Ładnym przedstawieniem wizji przyszłości „wszechobecnych komputerów” jest film przygotowany przez firmę Corning, która produkuje „gorilla glass” do ekranów iPhone’a – „A Day Made of Glass”.

Physical computing i era post-PC

Zgodnie z przepowiedniami Weisera i jako efekt prawa Moore’a komputery stają się coraz mniejsze i bardziej mobilne, wtapiają się w przedmioty codziennego użytku, które zostają wzbogacone o możliwości przetwarzania informacji z otoczenia.

Dobrym przykładem może być cyfrowa bransoletka UP firmy Jawbone. Wyposażona w sensor ruchu pozwala na śledzenia aktywności użytkownika (ćwiczenia, bieganie, ale też to jak i ile śpimy). Urządzenie komunikuję się z aplikacją na iPhone’a, gdzie można sprawdzać statystyki i zapisywać dodatkowe dane (np. o posiłkach). UP posiada alarm wibracyjny, który może pełnić funkcję budzika, przypominać, że pora odejść od komputera i poćwiczyć albo iść spać.

Konkurencyjny produkt opracowała niedawno firma Nike. Nazywa się Nike+ FUELBAND, posiada wyświetlacz LED oraz port USB i wprowadza element gry(walizacji) dla wszystkich, którzy chcą zadbać o swoją kondycję, czy zrzucić parę kilogramów. Im większa jest aktywność fizyczna użytkownika, tym więcej punktów zdobywa (algorytm „oxygen kinetics” ma obliczać ilość zużywanego przez organizm tlenu). Czerwone diody LED: jest z tobą źle, zielone – trzymasz się dobrze.

Innym przykładem zwykłego przedmiotu, którego możliwości zostają rozszerzone cyfrowo jest Wacom Inkling – długopis, który zapisuje w pamięci wszystko, co narysujemy lub zanotujemy na kartce papieru. Później można to wszystko odtworzyć na komputerze (z warstwami w Photoshopie).

Smart umbrella, to podłączona do sieci parasolka, która komunikuje prognozę pogody na następne 12 godzin za pomocą diod umieszczonych w rączce. W zależności od siły deszczu zmienia się wzór świecenia – np. szybko pulsujące diody oznaczają zbliżającą się burzę.

GlowCap, to inteligentna butelka na lekarstwa, która przypomina, że czas wziąć tabletki za pomocą sygnałów świetlnych i dźwiękowych, a jeśli to nie wystarczy dzwoni do użytkownika z przypomnieniem 🙂 Dodatkowo butelka wie, kiedy robi się pusta i potrafi sama zamówić z apteki uzupełnienie. Co miesiąc butelka przesyła też e-mailem raport do użytkownika i jego lekarza.

Nawet zwykłe klocki dla dzieci mogą stać się mini-komputerami połączonymi w sieć. Sifteo Cubes (zaprezentowane kiedyś na TED jako Siftables), to zestaw małych kwadratowych klocków, każdy z ekranem LCD, sensorem ruchu i WiFi. Klocki reagują na siebie nawzajem i można z ich pomocą bawić się wiele różnych gier, m.in. coś w rodzaju Scrabble – programy wybiera się na komputerze.

To nie koniec, istnieje nawet robotyczna piłka – zabawka dla kota sterowana z aplikacji na iOS lub Androida 🙂 – Sphero.

Oczywiście można powiedzieć, że to tylko gadżety, ale postęp technologii sprawia, że za kilkanaście lat możliwe, że trudno będzie nam znaleźć w domu przedmiot bez mikroprocesora… 😉

Już w 2005 roku Adidas wprowadził na rynek pierwsze skomputeryzowane buty Adidas 1, które dostosowywały swoją geometrię do ruchu użytkownika i nawierzchni. Niestety często występowały problemy techniczne – buty psuły się i zawieszały 🙂 i w końcu zostały wycofane ze sprzedaży.

Calm technology

Jednym z ciekawszych pomysłów związanych z ubicomp jest idea „cichej technologii” (calm technology). Pracując przy pececie zmuszeni jesteśmy poświęcać maszynie prawie 100% naszej uwagi. Nowe „rozproszone” komputery powinny angażować nas w mniejszym stopniu przekazując większość informacji w tle, w sposób nieinwazyjny, wymagać pełnej uwagi tylko wtedy kiedy to niezbędne.

Przykładem prostego produktu opartego na tej idei jest Ambient Orb – lampa, która zmienia kolor światła w zależności od zmiany informacji pobieranych z internetu (np. kurs akcji czy walut albo temperatura).

Podobnie działa elektroniczny króliczek Nabaztag (w nowszej wersji pod nazwą Karotz). Wyposażony w WiFi może sygnalizować przychodzące e-maile za pomocą diod LED bądź poruszając uszami 🙂 Urządzenie może też informować o pogodzenie, aktualnej godzinie, czytać kanały RSS, obsługuje komendy głosowe i posiada czytnik RFID. Właściciele króliczków mogą przesyłać sobie wiadomości, które zostaną odczytane przez syntezator mowy. Użytkownik może poprosić o informację zwrotną od odbiorcy – „jeżeli chcesz iść do kina przesuń uszy do dołu”. Króliczek nadawcy powtórzy wtedy ten sam ruch.

Information shadows

Z ubicomp wiąże się też koncepcja „cieni informacyjnych”. Na temat praktycznie każdego przedmiotu i osoby można obecnie znaleźć jakieś informacje w Google lub innej bazie danych. W jaki sposób połączyć fizyczny przedmiot z jego informacyjnym cieniem? GPS pozwala zdobyć informacje dotyczące aktualnej lokalizacji użytkownika – wykorzystują to często mobilne aplikacje augmented reality, takie jak Wikitude. Za pomocą aparatu w telefonie możemy zeskanować kod kreskowy lub kod QR, co pozwala skojarzyć przedmiot z rekordem w bazie danych. Inną metodą jest skorzystanie z układów RFID, które może odczytać komputer albo technologii NFC czy bluetooth. Różnego rodzaju czytniki biometryczne potrafią zidentyfikować osobę na podstawie linii papilarnych czy wzoru tęczówki. Kinect czy nowy lock-screen w telefonach z Androidem rozpoznają twarz użytkownika.

A prostą ilustracją możliwości połączenia świata realnego z cyfrowym może być otwieracz do piwa Heineken, który przy otwarciu butelki wysyła powiadomienie na Facebooka 🙂

Przykład bardziej zaawansowany: japońska firma Dai Nippon Printing Company stworzyła pralkę, która czyta wszyte w ubrania smart-tagi i potrafi sama wybrać odpowiedni program.

Co to wszystko oznacza dla projektantów UX?

Ano wiele. Przede wszystkim przypomina, że interfejs, to nie tylko ekran. Komunikacja z komputerem może odbywać się na wiele sposobów. Decyzja „to have screen or not to have screen”, jest pierwszą najważniejszą decyzją przy projektowaniu urządzenia. Istnieją inne rozwiązania dla interfejsu użytkownika – od fizycznych przycisków i diod LED, gestów, głosu i sygnałów dźwiękowych po „pasożytnicze” wykorzystanie ekranu innego urządzenia. Wiele z przykładów w tym artykule wymaga do pełnej obsługi podłączenia do komputera lub telefonu. Rozwój pomysłów wynikających z idei ubicompu rodzi wiele nowych korzyści, ale też wyzwań i problemów. Na pewno możemy się spodziewać coraz większej liczby projektów próbujących łączyć świat fizyczny z cyfrowym.

Na koniec kilka książek na temat ubiquitous computing, które polecam:

8 komentarzy

  1. Ja dość sceptycznie podchodzę do takiej wszechobecnej komputeryzacji, reagującej na nas i na nasze otoczenie. O ile są przykłady urządzeń / sytuacji stanowiących niesamowite udogodnienie / pomoc dla człowieka to niestety pojawia się też sporo idei-śmieci, które w konsekwencji mogą przytępić konieczność używania pamięci / zmysłów / logiki / myślenia abstrakcyjnego. Czy w tym drugim przypadku możemy mówić o ładnie opakowanym w technologii procesie uwsteczniania?

    Z innej strony – z punktu widzenia UX – zgadzam się, że projektowanie z czasem zacznie wykraczać poza klasyczne www / aplikacje. I w przypadku projektanta umiejętność szerokiego myślenia abstrakcyjnego będzie podstawą wartości jego projektów.

  2. racja, Michal. Z tym uwstecznianiem jednak jest tez tak, ze ludzie nigdy wczesniej nie mieli tyle na glowie i nie potrzebowali ulatwien tak bardzo. Oczywiscie ze nasze umysly bylyby silniejsze gdybysmy wszystko musieli robic sami, ale ich pojemnosc w koncu sie wyczerpie

    z drugiej strony juz samo stworzenie tych ulatwien to wyzwanie dla czlowieka. wiec lancuch sie uzupelnia i swiat sam sie nakreca.

  3. Polskie tłumaczenie ,,ubicomp” jako ,,przetwarzanie rozpowszechnione” brzmi rzeczywiście niezgrabnie. Ale przecież istnieje tłumaczenie jako wszechobecne przetwarzanie, które znacznie lepiej oddaje faktyczne zjawisko. Artykuł jest ciekawy, ale bardzo zawęziłeś ten termin, potraktowałeś przedmiotowo ( nowinki technologiczne, computery,zabawki). Termin ten jest jednak powszechnie stosowany i raczej w takim sensie stał się popularny jako zjawisko społeczno-ekonomiczne związane z informatyzacją społeczeństwa, a co za tym idzie z nowymi, elastycznymi metodami pracy i zarządzania. Możliwość wszechobecnego przetwarzania daje szanse rozwijaniu się np.telepracy,
    powstawaniu wirtualnych zespołów, a nawet przedsiebiorst i zarządzania nimi.
    Pozdrawiam.

  4. @Bogusław

    Ale tu zupełnie nie chodzi o to, że komputer jest w każdym domu i zagrodzie, i istnieje telepraca 😉 Odsyłam do źródeł terminu.

  5. @zuza

    Ja go kupiłem 🙂 Można było je dostać za grosze po tym jak firma Violet zbankrutowała i te króliczki działają teraz na open serwerach, których jest całkiem sporo.

  6. Bardzo dobry artykuł, zapiszę go sobię. Jak za jakiś czas będzie mi potrzbny to go łatwiej znajdę.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *