Pervasive computing, også kaldet ubiquitous computing, er den voksende tendens til at indlejre computerkapacitet (generelt i form af mikroprocessorer) i hverdagsobjekter for at få dem til effektivt at kommunikere og udføre nyttige opgaver på en måde, der minimerer slutbrugerens behov for at interagere med computere som computere. Pervasive computing-enheder er netværksforbundne og er konstant tilgængelige.
I modsætning til desktop computing kan pervasive computing foregå med enhver enhed, til enhver tid, på ethvert sted og i ethvert dataformat på tværs af ethvert netværk og kan overdrage opgaver fra en computer til en anden, når en bruger f.eks. bevæger sig fra sin bil til sit kontor. Pervasive computing-enheder har udviklet sig til at omfatte:
- laptops;
- notebooks;
- smartphones;
- tablets;
- wearable devices;
- og sensorer (f.eks. på flådestyring og rørledningskomponenter, belysningssystemer, apparater).
Ubiquitous computing, der ofte betragtes som efterfølgeren til mobile computere, omfatter generelt trådløse kommunikations- og netværksteknologier, mobile enheder, indlejrede systemer, bærbare computere, RFID-tags (radio frequency ID), middleware og softwareagenter. Internetfunktioner, stemmegenkendelse og kunstig intelligens (AI) indgår ofte også.
Hvordan ubiquitous computing anvendes
Pervasive computing-applikationer er blevet designet til forbrugerbrug og til at hjælpe folk med at udføre deres arbejde.
Et eksempel på pervasive computing er et Apple Watch, der advarer brugeren om et telefonopkald og gør det muligt at gennemføre opkaldet via uret. Et andet eksempel er, når en registreret bruger af Audible, Amazons lydbogsserver, starter sin bog ved hjælp af Audible-appen på en smartphone i toget og fortsætter med at lytte til bogen via Amazon Echo derhjemme.
Et miljø, hvor enheder, der er til stede overalt, er i stand til at udføre en eller anden form for databehandling, kan betragtes som et allestedsnærværende databehandlingsmiljø. Industrier, der bruger penge på forskning og udvikling (R&D) til ubiquitous computing, omfatter følgende:
- energi
- underholdning
- sundhedspleje
- logistik
- militær
Vigtighed
Da pervasive computing-systemer er i stand til at indsamle, behandle og kommunikere data, kan de tilpasse sig til dataenes kontekst og aktivitet. Det betyder i bund og grund et netværk, der kan forstå sine omgivelser og forbedre den menneskelige oplevelse og livskvalitet.
Historie
Ubiquitous computing blev først udviklet på Olivetti Research Laboratory i Cambridge i England, hvor Active Badge, en “clip-on-computer” på størrelse med et medarbejderkort, blev skabt, hvilket gjorde det muligt for virksomheden at spore, hvor folk befandt sig i en bygning, samt de genstande, de var fastgjort til.
Billede: Dette diagram over pervasive computing viser den rolle, som sensorer og andre indbyggede enheder med lav effekt spiller i pervasive computing.
Mark Weiser, der i vid udstrækning betragtes som faderen til ubiquitous computing, og hans kolleger hos Xerox PARC begyndte kort efter at bygge tidlige inkarnationer af ubiquitous computing-enheder i form af “tabs”, “pads” og “boards”.”
Weiser beskrev begrebet ubiquitous computing således:
Inspireret af samfundsvidenskabsfolk, filosoffer og antropologer på PARC har vi forsøgt at se radikalt på, hvordan computer- og netværksarbejde bør være. Vi mener, at mennesker lever gennem deres praksis og stiltiende viden, så de mest kraftfulde ting er dem, der reelt er usynlige i brug. Dette er en udfordring, der berører hele datalogien. Vores foreløbige tilgang: Aktiver verden. Tilvejebring hundredvis af trådløse computerenheder pr. person pr. kontor i alle skalaer (fra 1″ skærme til vægstørrelse). Dette har krævet nyt arbejde inden for styresystemer, brugergrænseflader, netværk, trådløst udstyr, skærme og mange andre områder. Vi kalder vores arbejde for “allestedsnærværende databehandling”. Det er noget andet end PDA’er, Dynabooks eller information lige ved hånden. Det er usynlig, allestedsnærværende databehandling, som ikke findes på en personlig enhed af nogen art, men som findes i træværket overalt.
Han skrev senere:
I 30 år har det meste interface-design, og det meste computerdesign, været på vej mod den “dramatiske” maskine. Dens højeste ideal er at gøre en computer så spændende, så vidunderlig, så interessant, at vi aldrig ønsker at være uden den. En mindre udfarende vej kalder jeg den “usynlige”: dens højeste ideal er at gøre en computer så integreret, så passende, så naturlig, at vi bruger den uden at tænke over det. (Jeg har også kaldt dette begreb for “ubiquitous computing” og har placeret dets oprindelse i postmodernismen). Jeg tror, at den anden vej vil komme til at dominere i løbet af de næste 20 år. Men det vil ikke være let; meget lidt af vores nuværende systems infrastruktur vil overleve. Vi har bygget versioner af den kommende infrastruktur på PARC i de sidste fire år i form af computere i tommer-, fod- og meterstørrelse, som vi kalder tabs, pads og boards. Vores prototyper er nogle gange lykkedes, men oftere er de ikke lykkedes at være usynlige. Ud fra det, vi har lært, udforsker vi nu nogle nye retninger for ubicomp, herunder den berømte “dangling string”-display.
Begrebet pervasive computing fulgte i slutningen af 1990’erne og blev i vid udstrækning populariseret ved oprettelsen af IBM’s pervasive computing-afdeling. Selv om det i dag er synonymt, bemærkede professor Friedemann Mattern fra det schweiziske Federal Institute of Technology i Zürich i en artikel fra 2004, at:
Weiser så udtrykket “ubiquitous computing” i en mere akademisk og idealistisk forstand som en diskret, menneskecentreret teknologivision, der ikke vil blive realiseret før om mange år, men industrien har præget udtrykket “pervasive computing” med en lidt anden vinkling. Selv om der også er tale om en gennemtrængende og allestedsnærværende informationsbehandling, er det primære mål at anvende denne informationsbehandling i den nærmeste fremtid inden for elektronisk handel og web-baserede forretningsprocesser. I denne pragmatiske variant — hvor trådløs kommunikation spiller en vigtig rolle sammen med forskellige mobile enheder som f.eks. smartphones og PDA’er — er ubiquitous computing allerede ved at få fodfæste i praksis.
Pervasive computing og tingenes internet
Tingenes internet (IoT) har i vid udstrækning udviklet sig ud fra pervasive computing. Selv om nogle hævder, at der er lidt eller ingen forskel, er IoT sandsynligvis mere i overensstemmelse med pervasive computing end med Weisers oprindelige opfattelse af allestedsnærværende computing.
Som pervasive computing kommunikerer IoT-tilsluttede enheder og giver notifikationer om brug. Visionen om pervasive computing er computerkraft, der er spredt bredt ud i dagligdagen i hverdagsobjekter. IoT er på vej til at opfylde denne vision og gøre almindelige genstande til tilsluttede enheder, men kræver indtil videre en stor del konfiguration og interaktion mellem menneske og computer – noget, som Weiser’s allestedsnærværende databehandling ikke gør.
IoT kan anvende trådløse sensornetværk. Disse sensornetværk indsamler data fra enhedernes individuelle sensorer, inden de videresendes til IoT’s server. I en af teknologiens anvendelser, f.eks. ved indsamling af data om, hvor meget vand der siver ud fra en bys vandledninger, kan det være nyttigt at indsamle data fra det trådløse sensornetværk først. I andre tilfælde, f.eks. ved bærbare computerenheder som et Apple Watch, er det bedre at indsamle og behandle data direkte til en server på internettet, hvor computerteknologien er centraliseret.
Fordele ved pervasive computing
Som beskrevet ovenfor kræver pervasive computing mindre menneskelig interaktion end et allestedsnærværende computing-miljø, hvor der kan være flere tilsluttede enheder, men at udtrækningen og behandlingen af data kræver flere indgreb.
Da pervasive computing-systemer er i stand til at indsamle, behandle og kommunikere data, kan de tilpasse sig dataenes kontekst og aktivitet. Det betyder i bund og grund, at et netværk, der kan forstå sine omgivelser og forbedre den menneskelige oplevelse og livskvalitet.
Eksempler
Eksempler på pervasive computing omfatter elektroniske bompengesystemer på motorveje; sporingsapplikationer som Life360, der kan spore brugerens placering, den hastighed, hvormed de kører, og hvor meget batteritid deres smartphone har; Apple Watch; Amazon Echo; intelligente trafiklys; og Fitbit.