Allgegenwärtiges Computer

Allgegenwärtiges Computer (oder "Ubicomp") ist ein Konzept in Softwareentwicklung, Hardware Engineering und Informatik Wo Computer jederzeit und überall erscheint. Im Kontrast zu Desktop Computing, allgegenwärtig Das Computer kann unter Verwendung eines beliebigen Geräts, an jedem Ort und in jedem Format auftreten. Ein Benutzer interagiert mit dem Computer, der in vielen verschiedenen Formen existieren kann, einschließlich Laptop-Computer, Tablets, Smartphones und Terminals in alltäglichen Objekten wie a Kühlschrank oder eine Brille. Zu den zugrunde liegenden Technologien zur Unterstützung von allgegenwärtigem Computer gehören Internet, fortschrittlich Middleware, Betriebssystem, Mobiler Code, Sensoren, Mikroprozessoren, Neu I/o und Benutzeroberflächen, Computernetzwerke, mobile Protokolle, Standort und Positionierung sowie neue Materialien.

Dies Paradigma wird auch als beschrieben als Pervasives Computing,[1] Ambient Intelligence,[2] oder "Everyware".[3] Jeder Begriff betont leicht unterschiedliche Aspekte. Wenn es sich in erster Linie um die beteiligten Objekte handelt, ist es auch als bekannt als physisches Computing, das Internet der Dinge, Haptisches Computer,[4] und "Dinge, die denken". Anstatt eine einzige Definition für allgegenwärtiges Computer und für diese verwandten Begriffe vorzuschlagen, a Taxonomie von Eigenschaften für allgegenwärtiges Computer wurde vorgeschlagen, aus denen verschiedene Arten oder Aromen von allgegenwärtigen Systemen und Anwendungen beschrieben werden können.[5]

Zu allgegenwärtige Computerthemen gehören: verteiltes Computer, Mobile Computing, Standort Computing, Mobilfunknetze, Sensornetzwerke, Menschliche interaktion mit dem Computer, Kontextbewusstsein Smart Home Technologies und künstliche Intelligenz.

Kernkonzepte

Ubiquitous Computing ist das Konzept der Verwendung kleiner Internetverbundener und kostengünstiger Computer, um die alltäglichen Funktionen automatisch zu unterstützen. Beispielsweise kann eine inländische allgegenwärtige Computerumgebung die Beleuchtungs- und Umweltkontrollen mit persönlichen biometrischen Monitoren in Kleidung zusammenschließen, damit die Beleuchtungs- und Heizungsbedingungen in einem Raum kontinuierlich und unmerklich moduliert werden können. Ein weiteres gemeinsames Szenario setzt Kühlschränke "bewusst" über ihren angemessen markierten Inhalt, das sowohl eine Vielzahl von Menüs aus dem eigentlichen Essen planen als auch die Benutzer vor abgestandenem oder verwöhntem Essen warnen.[6]

Ubiquitous Computing stellt Herausforderungen für die Informatik vor: Systemdesign und -technik, in Systemmodellierung und im Design der Benutzeroberfläche. Zeitgenössische Interaktionsmodelle für menschliche Komputer, ob Befehlszeile, Menügesteuert oder GUI-Basiert sind unangemessen und unzureichend für den allgegenwärtigen Fall. Dies deutet darauf hin, dass das "natürliche" Interaktionsparadigma, das einem völlig robusten allgegenwärtigen Computing entspricht Natürliche Benutzeroberflächen). Zeitgenössische Geräte, die diese letztere Idee unterstützen Mobiltelefone, Digitale Audiospieler, Radiofrequenz-Identifikation Stichworte, Geographisches Positionierungs System, und interaktive Whiteboards.

Mark Weiser schlug drei grundlegende Formen für vor Allgegenwärtige Computergeräte:[7]

  • Registerkarten: Ein tragbares Gerät, das ungefähr a ist Zentimeter in Größe
  • Pads: ein Handgerät, das ungefähr a ist Dezimeter in Größe
  • Bretter: ein interaktives größeres Display -Gerät, das ungefähr a ist Meter in Größe

Allgegenwärtige Computergeräte, die von Mark Weiser vorgeschlagen wurden, basieren alle auf flachen Geräten unterschiedlicher Größen mit einer visuellen Anzeige.[8] Erweitern Sie über diese Konzepte hinaus, es gibt eine große Auswahl anderer allgegenwärtiger Computergeräte, die existieren könnten. Einige der zusätzlichen Formen, die konzipiert wurden, sind:[5]

  • Staub: Miniaturisierte Geräte können ohne visuelle Ausgangsanzeigen sein, z. Mikroelektromechanische Systeme (Mems), von Nanometern über Mikrometer bis zu Millimetern. Siehe auch Smart Staub.
  • Haut: Stoffe, die auf leichten Emissionen und leitenden Polymeren basieren, können organische Computergeräte zu flexibleren nicht planaren Displayflächen und Produkten wie Kleidung und Vorhängen gebildet werden, siehe siehe OLED -Anzeige. Das MEMS -Gerät kann auch auf verschiedene Oberflächen gemalt werden, so dass eine Vielzahl von physischen Weltstrukturen als vernetzte Oberflächen von MEMs fungieren kann.
  • Ton: Ensembles von MEMs können in willkürliche dreidimensionale Formen als Artefakte gebildet werden, die vielen verschiedenen Arten von physikalischen Objekten ähneln (siehe auch Sachliche Schnittstelle).

Im Manuel Castells' Buchen Der Aufstieg der NetzwerkgesellschaftCastells stellt das Konzept vor, dass es eine kontinuierliche Entwicklung von Computergeräten geben wird. Er gibt an, dass wir von eigenständigen Mikrocomputern und dezentralen Mainframes in Richtung allgegenwärtiges Computing durchgehen werden. Castells 'Modell eines durchdringenden Computersystems verwendet das Beispiel des Internets als Beginn eines Pervasiven -Computersystems. Der logische Fortschritt dieses Paradigmas ist ein System, in dem diese Netzwerklogik in jedem Bereich der täglichen Aktivität, an jedem Ort und an jedem Kontext anwendbar wird. Castells sieht ein System vor, in dem Milliarden von Miniaturen, allgegenwärtigen Inter-Communication-Geräten weltweit verteilt werden, "wie Pigment in der Wandfarbe".

Allgegenwärtiges Computer besteht aus vielen Schichten, die jeweils ihre eigenen Rollen haben, die zusammen ein einzelnes System bilden:

  • Schicht 1: Aufgabenverwaltungsschicht
    • Überwacht die Benutzeraufgabe, Kontext und Index
    • Die Aufgabe des Benutzers benötigen, die Dienste in der Umgebung zu benötigen
    • Um komplexe Abhängigkeiten zu verwalten
  • Schicht 2: Umgebungsmanagementschicht
    • Überwachung einer Ressource und ihrer Fähigkeiten
    • Um den Dienstbedarf zu kartieren, haben Benutzerebene Zustände bestimmter Funktionen
  • Schicht 3: Umgebungsschicht
    • Überwachung einer relevanten Ressource
    • Um die Zuverlässigkeit der Ressourcen zu verwalten

Geschichte

Mark Weiser prägte den Ausdruck "allgegenwärtiges Computing" um 1988 während seiner Amtszeit als Chief Technologe der Xerox Palo Alto Research Center (PARC). Sowohl allein als auch mit PARC -Direktor und Chefwissenschaftler John Seely BrownWeiser schrieb einige der frühesten Zeitungen zu diesem Thema, definierte es größtenteils und skizzierte seine Hauptanliegen.[7][9][10]

Erkennen der Auswirkungen der Ausweitung der Verarbeitungsleistung

Als Weiser erkannte, dass die Erweiterung der Verarbeitungsmacht in alltägliche Szenarien das Verständnis sozialer, kultureller und psychologischer Phänomene erfordern würde, und wurde von vielen Bereichen außerhalb der Informatik beeinflusst, einschließlich "Philosophie, Phänomenologie, Anthropologie, Psychologie, Postmodernismus, Soziologie der Wissenschaft und Feministische Kritik". Er war explizit in Bezug auf" die humanistischen Ursprünge des 'unsichtbaren Ideals im postmodernen Gedanken "", "[10] referenzieren auch ironisch Dystoper Philip K. Dick Roman Ubik.

Andy Hopper Von der Cambridge University UK schlug UK vor und demonstrierte das Konzept der "Teleportierung" - wo Anwendungen dem Benutzer folgen, wo immer er sich bewegt.

Roy Want, während ein Forscher und Student unter Andy Hopper an der Cambridge University arbeitete, arbeitete am "Active Badge System", einem fortgeschrittenen Standort -Computersystem, bei dem die persönliche Mobilität mit dem Computer fusioniert wird.

Bill Schilit (jetzt bei Google) hat auch einige frühere Arbeiten in diesem Thema durchgeführt und nahm 1996 am frühen mobilen Computing -Workshop in Santa Cruz teil.

Ken Sakamura des Universität von Tokio, Japan Leitet das allgegenwärtige Netzwerklabor (UNL), Tokio ebenso wie T-Engine-Forum. Das gemeinsame Ziel der allgegenwärtigen Netzwerkspezifikation von Sakamura und dem T-Engine-Forum besteht darin, jedem alltäglichen Gerät zu übertragen und Informationen zu erhalten.[11][12]

MIT hat insbesondere in diesem Bereich erhebliche Forschungsergebnisse beigetragen Dinge, die denken Konsortium (inszeniert von Hiroshi ishii, Joseph A. Paradiso und Rosalind Picard) Bei der Medienlabor[13] und die CSAIL -Bemühungen bekannt als Projekt Sauerstoff.[14] Andere wichtige Mitwirkende umfassen Universität von Washington's Ubicomp Lab (unter der Regie von Shwetak Patel), Dartmouth College's Dartnetlabor, Georgia Tech's College of Computing, Cornell Universität's Die Leute bewusst Computing Lab, NYU's Interaktives Telekommunikationsprogramm, UC Irvine's Abteilung für Informatik, Microsoft Research, Intel -Forschung und Äquator,[15] Ajou University UCRI & CUS.[16]

Beispiele

Eines der frühesten allgegenwärtigen Systeme war Künstler Natalie Jeremijenko"S" Live Wire ", auch als" baumelnde String "bekannt, wurde während Mark Weisers Zeit dort bei Xerox Parc installiert.[17] Dies war ein Stück Schnur, das an a angeschlossen war Schrittmotor und kontrolliert von a Lan Verbindung; Die Netzwerkaktivität führte dazu, dass die String zuckte und a ergab a peripher spürbar Angabe des Verkehrs. Weiser nannte dies ein Beispiel für Ruhe Technologie.[18]

Eine gegenwärtige Manifestation dieses Trends ist die weit verbreitete Verbreitung von Mobiltelefonen. Viele Mobiltelefone unterstützen Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, Videodienste und andere Dienste mit leistungsstarken Rechenfähigkeit. Obwohl diese mobilen Geräte nicht unbedingt Manifestationen von allgegenwärtigem Computing sind, gibt es Beispiele wie das Projekt Japans Yaoyorozu ("acht Millionen Götter"), bei dem mobile Geräte in Verbindung mit Radiofrequenz -Identifikations -Tags zeigen, dass allgegenwärtiges Computer bereits in irgendeiner Form vorhanden ist.[19]

Umgebungsgeräte hat ein "Orb", ein "Dashboard" und ein "produziert"Wetterleuger": Diese dekorativen Geräte erhalten Daten von a drahtloses Netzwerk und melden aktuelle Ereignisse wie Aktienkurse und das Wetter wie das NabaZtag Produziert von Violet Snowden.

Der australische Futurist Mark Pesce hat eine hochkonfigurierbare 52-LED LAMPE Aktivierte Lampe, die verwendet W-lan genannt Moorescloud nach Gordon Moore.[20]

Die Unified Computer Intelligence Corporation hat ein Gerät namens gestartet Ubi - der allgegenwärtige Computer Entwickelt, um die Sprachinteraktion mit dem Haus zu ermöglichen und ständigen Zugriff auf Informationen zu ermöglichen.[21]

Ubiquitous Computing Research hat sich darauf konzentriert, eine Umgebung aufzubauen, in der Computer den Menschen die Aufmerksamkeit auf ausgewählte Aspekte der Umwelt konzentrieren und in Aufsichts- und Richtlinienfunktionen arbeiten. Ubiquitous Computing betont die Erstellung einer menschlichen Computerschnittstelle, die die Absichten eines Benutzers interpretieren und unterstützen kann. Zum Beispiel versucht das Projekt von MIT, ein System zu erstellen, in dem die Berechnung so weit verbreitet ist wie Luft:

In Zukunft wird die Berechnung menschlich zentriert sein. Es wird überall frei verfügbar sein, wie Batterien und Stromstärke oder Sauerstoff in der Luft, die wir atmen ... wir müssen unsere eigenen Geräte nicht mit uns tragen. Stattdessen werden konfigurierbare generische Geräte, entweder Handheld oder eingebettet in die Umgebung, berechnet, wann immer wir sie brauchen und wo immer wir sein könnten. Wenn wir mit diesen "anonymen" Geräten interagieren, werden sie unsere Informationspersönlichkeiten übernehmen. Sie werden unsere Wünsche nach Privatsphäre und Sicherheit respektieren. Wir müssen keine neuen Computerjargon eingeben, klicken oder lernen. Stattdessen kommunizieren wir auf natürliche Weise mit Sprache und Gesten, die unsere Absicht beschreiben ...[22]

Dies ist ein grundlegender Übergang, der nicht versucht, der physischen Welt zu entkommen und "einen metallischen, von Gigabyte befallenen Cyberspace einzugeben", sondern um Computer und Kommunikation zu uns zu bringen, was sie "zum Synonym für die nützlichen Aufgaben macht".[19]

Netzwerkroboter verknüpfen allgegenwärtige Netzwerke mit Roboterbei Beitrag zur Schaffung neuer Lebensstile und Lösungen, um eine Vielzahl sozialer Probleme anzugehen, einschließlich der Alterung von Bevölkerung und Pflege.[23]

Ausgaben

Privatsphäre ist leicht die am häufigsten zitierte Kritik an allgegenwärtigem Computer (Ubicomp) und kann die größte Barriere für ihren langfristigen Erfolg sein.[24]

Probleme der öffentlichen Ordnung sind häufig "von langen Schatten, langen Aktivitätenzügen", die langsam, über Jahrzehnte oder sogar ein Jahrhundert langsam entstehen. Es besteht eine Notwendigkeit einer langfristigen Sichtweise, um die Entscheidungsfindung der Richtlinien zu leiten, da dies dazu beiträgt, langfristige Probleme oder Möglichkeiten im Zusammenhang mit der allgegenwärtigen Rechenumgebung zu identifizieren. Diese Informationen können die Unsicherheit verringern und die Entscheidungen sowohl der politischen Entscheidungsträger als auch der direkt an der Systementwicklung beteiligten Entscheidungen leiten (Wedemeyer et al. 2001). Eine wichtige Überlegung ist der Grad, in dem sich unterschiedliche Meinungen um ein einziges Problem bilden. Einige Probleme haben möglicherweise einen starken Konsens über ihre Bedeutung, auch wenn es große Meinungsverschiedenheiten bezüglich der Ursache oder Lösung gibt. Zum Beispiel werden sich nur wenige Menschen in ihrer Einschätzung eines hochmateriellen Problems mit körperlichen Auswirkungen unterscheiden, wie z. B. Terroristen, die neue Massenvernichtungswaffen verwenden, um das menschliche Leben zu zerstören. Die oben beschriebenen Problemaussagen, die sich mit der zukünftigen Entwicklung der menschlichen Arten oder der Herausforderungen der Identität befassen, haben klare kulturelle oder religiöse Auswirkungen und haben wahrscheinlich eine größere Abweichung in Bezug auf sie.[19]

Forschungszentren

Dies ist eine Liste bemerkenswerter Institutionen, die behaupten, sich auf allgegenwärtiges Computer zu konzentrieren, das nach Land sortiert ist:

Kanada

Topologisches Medienlabor, Concordia University, Kanada

Finnland

Community Bildgebungsgruppe, Universität von Oulu, Finnland

Deutschland

Telecooperationsbüro (Teco), Karlsruhe Institut für Technologie, Deutschland

Indien

Ubiquitous Computing Research Resource Center (UCRC), Zentrum für Entwicklung des fortschrittlichen Computers[25]

Pakistan

Zentrum für Forschung in allgegenwärtigem Computer (CRUC), Karachi, Pakistan.

Schweden

Mobile Life Center, Stockholm Universität

Vereinigtes Königreich

Mixed Reality Lab, Universität Nottingham

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Nieuwdorp, E. (2007). "Der allgegenwärtige Diskurs". Computer in Unterhaltung. 5 (2): 13. doi:10.1145/1279540.1279553. S2CID 17759896.
  2. ^ Hansmann, Uwe (2003). Pervasives Computing: Die mobile Welt. Springer. ISBN 978-3-540-00218-5.
  3. ^ Greenfield, Adam (2006). Everyware: Das beginnende Alter des allgegenwärtigen Computing. Neue Fahrer. S. 11–12. ISBN 978-0-321-38401-0.
  4. ^ "World Haptics Conferences". Haptics Technical Committee. Archiviert von das Original am 16. November 2011.
  5. ^ a b Poslad, Stefan (2009). Allgegenwärtiges Computing intelligente Geräte, intelligente Umgebungen und intelligente Interaktion (PDF). Wiley. ISBN 978-0-470-03560-3.
  6. ^ Kang, Byeong-ho (Januar 2007). "Allgegenwärtige Computerumgebungsbedrohungen und defensive Maßnahmen". Internationales Journal of Multimedia und Ubiquitous Engineering. 2 (1): 47–60. Abgerufen 2019-03-22.
  7. ^ a b Weiser, Mark (1991). "Der Computer für das 21. Jahrhundert". Archiviert von das Original am 22. Oktober 2014.
  8. ^ Weiser, Mark (23. März 1993). "Einige Informatikfragen im allgegenwärtigen Computer". CACM. Abgerufen 28. Mai, 2019.
  9. ^ Weiser, M.; Gold, R.; Brown, J.S. (1999-05-11). "Allgegenwärtiges Computer". Archiviert von das Original am 10. März 2009.
  10. ^ a b Weiser, Mark (17. März 1996). "Allgegenwärtiges Computer". Archiviert von das Original am 2. Juni 2018.
  11. ^ Krikke, J (2005). "T-Engine: Japans allgegenwärtige Computerarchitektur ist für die Hauptsendezeit bereit". IEEE Pervasive Computing. 4 (2): 4–9. doi:10.1109/mprv.2005.40. S2CID 11365911.
  12. ^ "T-Engine Forum Zusammenfassung". T-Engine.org. Archiviert von das Original am 21. Oktober 2018. Abgerufen 25. August 2011.
  13. ^ "MIT Media Lab - Dinge, die Konsortium denken". MIT. Abgerufen 2007-11-03.
  14. ^ "MIT -Projekt Sauerstoff: Übersicht". MIT. Abgerufen 2007-11-03.
  15. ^ "Äquator". UCL. Abgerufen 2009-11-19.
  16. ^ "Kompetenzzentrum für allgegenwärtiges System" (in Koreanisch). Cus. Archiviert von das Original am 2. Oktober 2011.
  17. ^ Weiser, Mark (2017-05-03). "Gestaltung der ruhigen Technologie". Abgerufen 27. Mai, 2019.
  18. ^ Weiser, Mark; Gold, reich; Brown, John Seely (1999). "Die Ursprünge der allgegenwärtigen Computerforschung bei Parc Ende der 1980er Jahre". IBM Systems Journal. 38 (4): 693. doi:10.1147/sj.384.0693. S2CID 38805890.
  19. ^ a b c Winter, Jenifer (Dezember 2008). "Aufstrebende politische Probleme im Zusammenhang mit allgegenwärtigem Computer: Verhandlung der Visionen der Stakeholder über die Zukunft". Wissen, Technologie und Politik. 21 (4): 191–203. doi:10.1007/s12130-008-9058-4. HDL:10125/63534. S2CID 109339320.
  20. ^ Fingas, Jon (13. Oktober 2012). "Moorescloud Light läuft Linux, legt Lampe auf Ihre Lampe (Video)". Engadget.com. Abgerufen 22. März 2019.
  21. ^ "Ubi Cloud". Thubi.com. Archiviert von das Original am 2. Januar 2015.
  22. ^ "MIT -Projekt Sauerstoff: Übersicht". Archiviert von das Original Am 5. Juli 2004.
  23. ^ "Netzwerkroboterforum". Archiviert von das Original am 24. Oktober 2007.
  24. ^ Hong, Jason I.; Landay, James A. (Juni 2004). "Eine Architektur für Privatsphäre-sensibler allgegenwärtiges Computing" (PDF). Verfahren der 2. Internationalen Konferenz über mobile Systeme, Anwendungen und Dienste - Mobisys '04. S. 177 = 189. doi:10.1145/990064.990087. ISBN 1581137931. S2CID 3776760.
  25. ^ "Allgegenwärtige Computerprojekte". Abteilung für Elektronik & Informationstechnologie (Gottheit). Ministerium für Kommunikation & IT, indische Regierung. Archiviert von das Original Am 2015-07-07. Abgerufen 2015-07-07.

Weitere Lektüre

  • Adam Greenfield's Buch Everyware: Das beginnende Alter des allgegenwärtigen Computing ISBN0-321-38401-6.
  • John Tinnells Buch Aktionsfähige Medien: Digitale Kommunikation jenseits des Desktops Oxford University Press, 2018. ISBN0190678089
  • Salim, Flora, Abowd, Gregory Ubicomp-ISWC '20: Zusatzverfahren der ACM International Joint Conference 2020 über allgegenwärtige und allgegenwärtige Computing und Verfahren des ACM International Symposium 2020 über tragbare Computer Vereinigung für Computermaschinen, New York, USA ISBN978-1-4503-8076-8.

Externe Links