Pervasivní výpočetní technika, nazývaná také všudypřítomná výpočetní technika, je rostoucí trend zabudovávání výpočetních schopností (zpravidla ve formě mikroprocesorů) do předmětů denní potřeby, aby tyto předměty mohly efektivně komunikovat a plnit užitečné úkoly způsobem, který minimalizuje potřebu interakce koncového uživatele s počítači jako počítači. Pervazivní výpočetní zařízení jsou připojena k síti a jsou neustále k dispozici.
Na rozdíl od stolních počítačů se pervazivní výpočetní zařízení může vyskytovat s jakýmkoli zařízením, kdykoli, na jakémkoli místě a v jakémkoli datovém formátu v jakékoli síti a může předávat úlohy z jednoho počítače na druhý, když se například uživatel přesouvá z auta do kanceláře. Pervasivní výpočetní zařízení se vyvinula tak, že zahrnují:
- laptopy;
- notebooky;
- chytré telefony;
- tablety;
- nositelná zařízení;
- a senzory (například na součástech řízení vozového parku a potrubí, osvětlovacích systémech, spotřebičích).
Všudypřítomná výpočetní technika, která je často považována za nástupce mobilní výpočetní techniky, obecně zahrnuje bezdrátové komunikační a síťové technologie, mobilní zařízení, vestavěné systémy, nositelné počítače, radiofrekvenční identifikační štítky (RFID), middleware a softwarové agenty. Často jsou součástí také internetové funkce, rozpoznávání hlasu a umělá inteligence (AI).
Jak se všudypřítomná výpočetní technika používá
Aplikace všudypřítomné výpočetní techniky byly navrženy pro spotřebitelské použití a pro pomoc lidem při výkonu jejich práce.
Příkladem všudypřítomné výpočetní techniky jsou hodinky Apple Watch, které uživatele upozorní na telefonní hovor a umožní jeho dokončení prostřednictvím hodinek. Dalším příkladem je situace, kdy registrovaný uživatel Audible, serveru zvukových knih Amazonu, spustí svou knihu pomocí aplikace Audible na chytrém telefonu ve vlaku a doma pokračuje v poslechu knihy prostřednictvím Amazon Echo.
Prostředí, ve kterém jsou všude přítomná zařízení schopná nějaké formy výpočetní techniky, lze považovat za všudypřítomné výpočetní prostředí. Mezi odvětví, která vynakládají finanční prostředky na výzkum a vývoj (R&D) všudypřítomné výpočetní techniky, patří např:
- energetika
- zábava
- zdravotnictví
- logistika
- vojenství
Důležitost
Protože jsou všudypřítomné výpočetní systémy schopny shromažďovat, zpracovávat a komunikovat data, mohou se přizpůsobovat kontextu dat a činnosti. To v podstatě znamená síť, která dokáže porozumět svému okolí a zlepšit lidské zkušenosti a kvalitu života.
Historie
Všudypřítomná výpočetní technika se poprvé objevila ve výzkumné laboratoři Olivetti v anglické Cambridgi, kde byl vytvořen Active Badge, „připínací počítač“ velikosti průkazu zaměstnance, který firmě umožnil sledovat polohu osob v budově a také objektů, k nimž byly připevněny.
Caption:
Mark Weiser, do značné míry považovaný za otce všudypřítomné výpočetní techniky, a jeho kolegové v Xerox PARC brzy poté začali vytvářet první inkarnace všudypřítomných výpočetních zařízení v podobě „karet“, „podložek“ a „desek“.“
Weiser popsal koncept všudypřítomné výpočetní techniky takto:
Inspirováni společenskými vědci, filozofy a antropology v PARCu jsme se snažili o radikální pohled na to, jak by měla výpočetní technika a sítě vypadat. Věříme, že lidé žijí prostřednictvím svých postupů a tichých znalostí, takže nejsilnější věci jsou ty, které jsou při používání fakticky neviditelné. To je výzva, která se týká celé informatiky. Náš předběžný přístup: Aktivujte svět. Poskytněte stovky bezdrátových počítačových zařízení na osobu v každé kanceláři všech měřítek (od 1″ displeje až po velikost stěny). To si vyžádalo novou práci v operačních systémech, uživatelských rozhraních, sítích, bezdrátových sítích, displejích a mnoha dalších oblastech. Naší práci říkáme „všudypřítomná výpočetní technika“. To je něco jiného než PDA , Dynabooky nebo informace na dosah ruky. Je to neviditelná, všude přítomná výpočetní technika, která nežije v žádném osobním zařízení, ale je všude v dřevěných konstrukcích.
Později napsal:
Po 30 let se většina návrhů rozhraní a většina návrhů počítačů ubírala cestou „dramatického“ stroje. Jejím nejvyšším ideálem je vytvořit počítač tak vzrušující, tak úžasný, tak zajímavý, abychom bez něj nikdy nechtěli být. Méně prošlapanou cestu nazývám „neviditelnou“: jejím nejvyšším ideálem je vytvořit počítač tak vžitý, tak vhodný, tak přirozený, že ho budeme používat, aniž bychom o něm přemýšleli. (Tento pojem jsem také nazval „všudypřítomná výpočetní technika“ a jeho počátky jsem umístil do postmodernismu). Věřím, že v příštích 20 letech převládne druhá cesta. Nebude to však snadné; jen velmi málo z infrastruktury našeho současného systému přežije. Poslední čtyři roky jsme v PARCu vytvářeli verze budoucí infrastruktury v podobě počítačů o velikosti palce, stopy a metru, kterým říkáme karty, podložky a desky. Naše prototypy někdy uspěly, ale častěji se jim nedařilo být neviditelnými. Na základě toho, co jsme se naučili, nyní zkoumáme některé nové směry ubicomp, včetně slavného displeje „visícího řetězce“.
Termín pervasive computing následoval koncem 90. let, do značné míry zpopularizovaný vytvořením divize pervasive computing společnosti IBM. Ačkoli se dnes jedná o synonymum, profesor Friedemann Mattern ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu ve svém článku z roku 2004 poznamenal, že:
Weiser viděl termín „všudypřítomná výpočetní technika“ spíše v akademickém a idealistickém smyslu jako nenápadnou, na člověka zaměřenou technologickou vizi, která nebude realizována ještě mnoho let, nicméně průmysl zavedl termín „pervazivní výpočetní technika“ s poněkud jiným sklonem. Ten se sice také týká všudypřítomného a všudypřítomného zpracování informací, ale jeho hlavním cílem je využití tohoto zpracování informací v blízké budoucnosti v oblasti elektronického obchodu a webových obchodních procesů. V této pragmatické variantě – kde vedle různých mobilních zařízení, jako jsou smartphony a PDA, hraje důležitou roli bezdrátová komunikace – se všudypřítomná výpočetní technika již prosazuje v praxi.
Všudypřítomná výpočetní technika a internet věcí
Internet věcí (IoT) se do značné míry vyvinul z všudypřítomné výpočetní techniky. Ačkoli někteří tvrdí, že rozdíl je malý nebo žádný, internet věcí pravděpodobně odpovídá spíše pervazivní výpočetní technice než původnímu Weiserovu pojetí všudypřítomné výpočetní techniky.
Stejně jako pervazivní výpočetní technika i zařízení připojená k internetu věcí komunikují a poskytují oznámení o používání. Vizí pervazivní výpočetní techniky je výpočetní výkon široce rozptýlený v každodenním životě v předmětech denní potřeby. Internet věcí je na cestě k zajištění této vize a přeměně běžných předmětů na připojená zařízení, zatím však vyžaduje velké množství konfigurace a interakce člověka s počítačem – což Weiserova všudypřítomná výpočetní technika nevyžaduje.
IoT může využívat bezdrátové sítě senzorů. Tyto senzorové sítě shromažďují data z jednotlivých senzorů zařízení a poté je předávají serveru IoT. V jedné z aplikací této technologie, například při sběru dat o tom, kolik vody uniká z městského vodovodu, může být užitečné nejprve shromáždit data z bezdrátové sítě senzorů. V jiných případech, například u nositelných výpočetních zařízení, jako jsou hodinky Apple Watch, je lepší sběr a zpracování dat posílat přímo na server na internetu, ve kterém je výpočetní technika centralizována.
Výhody pervazivní výpočetní techniky
Jak bylo popsáno výše, pervazivní výpočetní technika vyžaduje méně lidské interakce než prostředí všudypřítomné výpočetní techniky, kde může být připojeno více zařízení, ale že získávání a zpracování dat vyžaduje více zásahů.
Protože pervazivní výpočetní systémy jsou schopny shromažďovat, zpracovávat a sdělovat data, mohou se přizpůsobit kontextu a činnosti dat. To v podstatě znamená, že se jedná o síť, která dokáže porozumět svému okolí a zlepšit lidské zkušenosti a kvalitu života.
Příklady
Mezi příklady pervazivní výpočetní techniky patří elektronické mýtné systémy na dálnicích; sledovací aplikace, jako je Life360, která dokáže sledovat polohu uživatele, rychlost, jakou jede, a kolik baterie má jeho chytrý telefon; Apple Watch; Amazon Echo; chytré semafory a Fitbit.
Příklady pervazivní výpočetní techniky jsou následující.