Pervasive computing, ook wel ubiquitous computing genoemd, is de groeiende trend om computercapaciteit (meestal in de vorm van microprocessoren) in alledaagse voorwerpen in te bouwen, zodat ze effectief kunnen communiceren en nuttige taken kunnen uitvoeren op een manier die de noodzaak voor de eindgebruiker om als computer met computers te communiceren tot een minimum beperkt. Pervasive computing-apparaten zijn netwerkgekoppeld en voortdurend beschikbaar.
In tegenstelling tot desktopcomputing kan pervasive computing met elk apparaat, op elk moment, op elke plaats en in elk gegevensformaat via elk netwerk plaatsvinden en kunnen taken van de ene computer naar de andere worden overgedragen terwijl bijvoorbeeld een gebruiker zich van zijn auto naar zijn kantoor verplaatst. Pervasive computing-apparaten hebben zich ontwikkeld tot:
- laptops;
- notebooks;
- smartphones;
- tablets;
- wearable devices;
- en sensoren (bijvoorbeeld op onderdelen voor wagenparkbeheer en pijpleidingen, verlichtingssystemen, apparaten).
Wordt vaak beschouwd als de opvolger van mobile computing, ubiquitous computing omvat over het algemeen draadloze communicatie en netwerktechnologieën, mobiele apparaten, embedded systemen, draagbare computers, radio frequency ID (RFID) tags, middleware en software agents. Internetmogelijkheden, spraakherkenning en kunstmatige intelligentie (AI) zijn vaak ook inbegrepen.
Hoe ubiquitous computing wordt gebruikt
Pervasive computing-toepassingen zijn ontworpen voor consumentengebruik en om mensen te helpen hun werk te doen.
Een voorbeeld van pervasive computing is een Apple Watch die de gebruiker waarschuwt voor een telefoongesprek en het mogelijk maakt om het gesprek te voltooien via het horloge. Een ander voorbeeld is wanneer een geregistreerde gebruiker voor Audible, de audioboekenserver van Amazon, zijn of haar boek start met behulp van de Audible-app op een smartphone in de trein en thuis verder luistert naar het boek via Amazon Echo.
Een omgeving waarin overal aanwezige apparaten in staat zijn tot een of andere vorm van computing kan worden beschouwd als een alomtegenwoordige computing-omgeving. Industrieën die geld uitgeven aan onderzoek en ontwikkeling (R&D) voor ubiquitous computing zijn onder meer de volgende:
- energie
- entertainment
- gezondheidszorg
- logistiek
- militair
Belang
Omdat pervasive computing systemen in staat zijn om gegevens te verzamelen, te verwerken en te communiceren, kunnen ze zich aanpassen aan de context en activiteit van de gegevens. Dat betekent in wezen een netwerk dat zijn omgeving kan begrijpen en de menselijke ervaring en levenskwaliteit kan verbeteren.
Geschiedenis
Ubiquitous computing werd voor het eerst geïntroduceerd in het Olivetti Research Laboratory in Cambridge, Engeland, waar de Active Badge, een “clip-on computer” ter grootte van een ID-kaart van een werknemer, werd gemaakt, waarmee het bedrijf de locatie van mensen in een gebouw kon traceren, evenals de voorwerpen waaraan zij waren bevestigd.
Caption: Dit diagram van pervasive computing toont de rol van sensoren en andere low-power embedded devices in pervasive computing.
Mark Weiser, grotendeels beschouwd als de vader van ubiquitous computing, en zijn collega’s bij Xerox PARC begonnen snel daarna met het bouwen van vroege incarnaties van ubiquitous computing devices in de vorm van “tabs,” “pads” en “boards.”
Weiser beschreef het concept van ubiquitous computing als volgt:
Geïnspireerd door de sociale wetenschappers, filosofen en antropologen bij PARC, hebben we geprobeerd een radicale blik te werpen op hoe computergebruik en netwerken eruit zouden moeten zien. Wij geloven dat mensen leven via hun praktijken en stilzwijgende kennis, zodat de krachtigste dingen die zijn die in feite onzichtbaar zijn in het gebruik. Dit is een uitdaging die de hele computerwetenschap aangaat. Onze voorlopige benadering: Activeer de wereld. Zorg voor honderden draadloze computerapparaten per persoon per kantoor van alle schalen (van 1″ displays tot wandformaat). Dit heeft nieuw werk vereist op het gebied van besturingssystemen, gebruikersinterfaces, netwerken, draadloze communicatie, beeldschermen en vele andere gebieden. Wij noemen ons werk “ubiquitous computing”. Dit is iets anders dan PDA’s , Dynabooks of informatie binnen handbereik. Het is onzichtbaar, overal computing dat niet leeft op een persoonlijk apparaat van welke aard dan ook, maar is in het houtwerk overal.
Hij schreef later:
Al 30 jaar, de meeste interface design, en de meeste computer design, is op weg naar de ‘dramatische’ machine. Het hoogste ideaal is om een computer zo opwindend, zo prachtig, zo interessant te maken, dat we nooit meer zonder willen. Een minder begaanbare weg noem ik de “onzichtbare”: het hoogste ideaal is een computer zo ingeburgerd, zo passend, zo natuurlijk te maken, dat we hem gebruiken zonder er zelfs maar over na te denken. (Ik heb dit begrip ook wel “ubiquitous computing” genoemd en de oorsprong ervan in het postmodernisme geplaatst). Ik denk dat in de komende 20 jaar de tweede weg de overhand zal krijgen. Maar dit zal niet gemakkelijk zijn; zeer weinig van de infrastructuur van ons huidige systeem zal overleven. De afgelopen vier jaar hebben we bij PARC versies van de toekomstige infrastructuur gebouwd in de vorm van computers ter grootte van een duim, een voet of een meter die we tabs, pads en boards noemen. Onze prototypes zijn soms geslaagd, maar vaker niet onzichtbaar gebleken. Van wat we hebben geleerd, verkennen we nu enkele nieuwe richtingen voor ubicomp, waaronder de beroemde ‘bungelende string’-display.
De term pervasive computing volgde aan het eind van de jaren negentig, grotendeels gepopulariseerd door de oprichting van IBM’s pervasive computing-divisie. Hoewel synoniem vandaag, Professor Friedemann Mattern van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich opgemerkt in een 2004 paper dat:
Weiser zag de term ‘ubiquitous computing’ in een meer academische en idealistische zin als een onopvallende, mensgerichte technologie visie die niet zal worden gerealiseerd voor vele jaren, maar de industrie heeft de term ‘pervasive computing’ gemunt met een iets andere inslag. Hoewel dit ook betrekking heeft op alomtegenwoordige en alomtegenwoordige informatieverwerking, is het primaire doel deze informatieverwerking in de nabije toekomst te gebruiken op het gebied van elektronische handel en op het web gebaseerde bedrijfsprocessen. In deze pragmatische variant — waarbij draadloze communicatie een belangrijke rol speelt naast diverse mobiele apparaten zoals smartphones en PDA’s — krijgt ubiquitous computing al vaste voet aan de grond in de praktijk.
Pervasive computing en het internet der dingen
Het internet der dingen (IoT) is grotendeels voortgekomen uit pervasive computing. Hoewel sommigen beweren dat er weinig of geen verschil is, is IoT waarschijnlijk meer in lijn met pervasive computing dan met Weiser’s oorspronkelijke visie op ubiquitous computing.
Net als pervasive computing communiceren IoT-verbonden apparaten en bieden ze meldingen over het gebruik. De visie van pervasive computing is rekenkracht op grote schaal verspreid over het dagelijks leven in alledaagse voorwerpen. IoT is op weg om deze visie te verwezenlijken en gewone voorwerpen in aangesloten apparaten te veranderen, maar vereist vooralsnog een grote hoeveelheid configuratie en mens-computer interactie — iets wat bij Weiser’s ubiquitous computing niet het geval is.
IoT kan draadloze sensornetwerken gebruiken. Deze sensornetwerken verzamelen gegevens van de individuele sensoren van apparaten alvorens ze door te sturen naar de server van IoT. In één toepassing van de technologie, zoals bij het verzamelen van gegevens over hoeveel water lekt uit de waterleidingen van een stad, kan het nuttig zijn om eerst gegevens van het draadloze sensornetwerk te verzamelen. In andere gevallen, bijvoorbeeld bij draagbare computerapparaten, zoals een Apple Watch, kan het verzamelen en verwerken van gegevens beter direct naar een server op internet worden gestuurd waarin de computertechnologie is gecentraliseerd.
Voordelen van pervasive computing
Zoals hierboven beschreven, vereist pervasive computing minder menselijke interactie dan een ubiquitous computing-omgeving waar er misschien meer aangesloten apparaten zijn, maar dat de extractie en verwerking van gegevens meer interventie vereist.
Omdat pervasive computing-systemen in staat zijn om gegevens te verzamelen, te verwerken en te communiceren, kunnen ze zich aanpassen aan de context en de activiteit van de gegevens. Dat betekent in wezen dat een netwerk dat zijn omgeving kan begrijpen en de menselijke ervaring en levenskwaliteit kan verbeteren.
Voorbeelden
Voorbeelden van pervasive computing zijn elektronische tolsystemen op snelwegen; tracking-applicaties, zoals Life360, die de locatie van de gebruiker kunnen bijhouden, de snelheid waarmee ze rijden en hoeveel batterijduur hun smartphone heeft; Apple Watch; Amazon Echo; slimme verkeerslichten; en Fitbit.