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: