Obliczanie wszechobecne, zwane również ubiquitous computing, jest rosnącym trendem osadzania możliwości obliczeniowych (ogólnie w formie mikroprocesorów) w przedmiotach codziennego użytku, aby skutecznie komunikować się i wykonywać użyteczne zadania w sposób, który minimalizuje potrzebę użytkownika końcowego do interakcji z komputerami jako komputerami. Urządzenia do przetwarzania perwazyjnego są połączone z siecią i stale dostępne.
W przeciwieństwie do komputerów stacjonarnych, przetwarzanie perwazyjne może wystąpić z dowolnym urządzeniem, w dowolnym czasie, w dowolnym miejscu i w dowolnym formacie danych w dowolnej sieci i może przekazywać zadania z jednego komputera na drugi, gdy na przykład użytkownik przemieszcza się ze swojego samochodu do swojego biura. Urządzenia Pervasive computing ewoluowały, obejmując:
- laptopy;
- notebooki;
- smartfony;
- tablety;
- urządzenia do noszenia;
- i czujniki (na przykład na elementach zarządzania flotą i rurociągami, systemach oświetleniowych, urządzeniach).
Często uważane za następcę informatyki mobilnej, wszechobecna informatyka ogólnie obejmuje technologie komunikacji bezprzewodowej i sieci, urządzenia mobilne, systemy wbudowane, komputery do noszenia, identyfikatory częstotliwości radiowej (RFID), oprogramowanie pośredniczące i agentów programowych. Możliwości internetowe, rozpoznawanie głosu i sztuczna inteligencja (AI) są często również zawarte.
Jak wszechobecne przetwarzanie jest używane
Perwasywne aplikacje obliczeniowe zostały zaprojektowane do użytku konsumenckiego i aby pomóc ludziom wykonywać ich pracę.
Przykładem wszechobecnego przetwarzania jest Apple Watch, który powiadamia użytkownika o połączeniu telefonicznym i pozwala na zakończenie połączenia przez zegarek. Innym przykładem jest sytuacja, w której zarejestrowany użytkownik Audible, serwera książek audio firmy Amazon, uruchamia swoją książkę za pomocą aplikacji Audible na smartfonie w pociągu i kontynuuje słuchanie książki za pośrednictwem Amazon Echo w domu.
Środowisko, w którym urządzenia, obecne wszędzie, są zdolne do jakiejś formy przetwarzania danych, można uznać za środowisko wszechobecnego przetwarzania danych. Branże wydające pieniądze na badania i rozwój (R&D) dla ubiquitous computing obejmują następujące:
- energetyka
- rozrywka
- opieka zdrowotna
- logistyka
- wojsko
Importance
Ponieważ wszechobecne systemy obliczeniowe są zdolne do zbierania, przetwarzania i przekazywania danych, mogą one dostosować się do kontekstu danych i aktywności. Oznacza to, w istocie, sieć, która może zrozumieć swoje otoczenie i poprawić ludzkie doświadczenie i jakość życia.
Historia
Obliczanie wszechobecne zostało po raz pierwszy zapoczątkowane w Laboratorium Badawczym Olivetti w Cambridge w Anglii, gdzie stworzono Active Badge, „komputer przypinany” wielkości karty identyfikacyjnej pracownika, umożliwiający firmie śledzenie lokalizacji ludzi w budynku, a także obiektów, do których byli przyczepieni.
Podsumowanie: Ten diagram pervasive computing pokazuje rolę czujników i innych urządzeń wbudowanych małej mocy w pervasive computing.
Mark Weiser, w dużej mierze uważany za ojca wszechobecnej komputeryzacji, i jego koledzy w Xerox PARC wkrótce potem zaczęli budować wczesne wcielenia urządzeń wszechobecnej komputeryzacji w postaci „zakładek”, „podkładek” i „tablic”.”
Weiser opisał koncepcję wszechobecnej komputeryzacji w następujący sposób:
Zainspirowani przez naukowców społecznych, filozofów i antropologów w PARC, próbowaliśmy radykalnie spojrzeć na to, czym powinna być komputeryzacja i sieciowość. Wierzymy, że ludzie żyją poprzez swoje praktyki i ukrytą wiedzę, tak więc najpotężniejsze rzeczy to te, które są skutecznie niewidoczne w użyciu. Jest to wyzwanie, które dotyczy całej informatyki. Nasze wstępne podejście: Aktywizuj świat. Zapewnić setki bezprzewodowych urządzeń obliczeniowych na osobę w każdym biurze o różnej skali (od 1-calowych wyświetlaczy do wielkości ściany). Wymaga to nowej pracy w systemach operacyjnych, interfejsach użytkownika, sieciach, łączności bezprzewodowej, wyświetlaczach i wielu innych dziedzinach. Nazywamy naszą pracę „wszechobecną informatyką”. To coś innego niż PDA, Dynabooki czy informacje na wyciągnięcie ręki. Jest to niewidzialna, wszędzie obecna informatyka, która nie żyje na osobistym urządzeniu jakiegokolwiek rodzaju, ale jest wszędzie w drewnie.
Później napisał:
Przez 30 lat, większość projektów interfejsów i większość projektów komputerowych, zmierzała w dół ścieżki „dramatycznej” maszyny. Jej najwyższym ideałem jest uczynienie komputera tak ekscytującym, tak wspaniałym, tak interesującym, że nigdy nie chcemy być bez niego. Mniej uczęszczaną ścieżkę nazywam „niewidzialną”: jej najwyższym ideałem jest uczynienie komputera tak wbudowanym, tak pasującym, tak naturalnym, że używamy go nawet o nim nie myśląc. (Nazwałem to pojęcie „ubiquitous computing” i umieściłem jego początki w postmodernizmie). Wierzę, że w ciągu najbliższych 20 lat druga ścieżka stanie się dominująca. Nie będzie to jednak łatwe; bardzo niewiele z infrastruktury naszego obecnego systemu przetrwa. Przez ostatnie cztery lata budowaliśmy w PARC wersje infrastruktury, która ma nadejść, w postaci komputerów o rozmiarach cali, stóp i jardów, które nazywamy tabulatorami, padami i tablicami. Nasze prototypy czasami odnosiły sukcesy, ale częściej były niewidzialne. Na podstawie tego, czego się nauczyliśmy, badamy teraz kilka nowych kierunków dla ubikomp, w tym słynny wyświetlacz „dyndający sznurek”.
Termin pervasive computing pojawił się pod koniec lat 90-tych, w dużej mierze spopularyzowany przez stworzenie działu pervasive computing w IBM. Choć synonimy dzisiaj, profesor Friedemann Mattern ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu zauważył w 2004 roku, że:
Weiser widział termin „wszechobecna informatyka” w bardziej akademickim i idealistycznym sensie jako dyskretną, skoncentrowaną na człowieku wizję technologii, która nie zostanie zrealizowana przez wiele lat, jednak przemysł ukuł termin „wszechobecna informatyka” z nieco innym nachyleniem. Choć termin ten odnosi się również do wszechobecnego i wszechogarniającego przetwarzania informacji, jego głównym celem jest wykorzystanie tego przetwarzania informacji w najbliższej przyszłości w dziedzinie handlu elektronicznego i procesów biznesowych opartych na sieci. W tej pragmatycznej odmianie — gdzie komunikacja bezprzewodowa odgrywa ważną rolę wraz z różnymi urządzeniami mobilnymi, takimi jak smartfony i PDA — wszechobecne przetwarzanie już zyskuje oparcie w praktyce.
Pervasive computing i internet rzeczy
Internet rzeczy (IoT) w dużej mierze rozwinął się z pervasive computing. Choć niektórzy twierdzą, że różnica jest niewielka lub żadna, IoT jest prawdopodobnie bardziej zgodny z pervasive computing niż z pierwotnym poglądem Weisera na wszechobecną informatykę.
Jak pervasive computing, urządzenia połączone z IoT komunikują się i zapewniają powiadomienia o użyciu. Wizja pervasive computing to moc obliczeniowa szeroko rozproszona w codziennym życiu w przedmiotach codziennego użytku. IoT jest na dobrej drodze do realizacji tej wizji i przekształcenia zwykłych przedmiotów w połączone urządzenia, ale jak na razie wymaga dużej ilości konfiguracji i interakcji człowiek-komputer – coś, czego nie ma wszechobecna komputeryzacja Weisera.
IoT może zatrudniać bezprzewodowe sieci czujników. Te sieci czujników zbierają dane z poszczególnych czujników urządzeń przed przekazaniem ich do serwera IoT. W jednym z zastosowań tej technologii, na przykład podczas zbierania danych o tym, ile wody wycieka z miejskich wodociągów, przydatne może być zbieranie danych z bezprzewodowej sieci czujników w pierwszej kolejności. W innych przypadkach, na przykład w urządzeniach typu wearable computing, takich jak Apple Watch, zbieranie i przetwarzanie danych lepiej jest wysyłać bezpośrednio do serwera w Internecie, w którym technologia obliczeniowa jest scentralizowana.
Zalety obliczeń wszechobecnych
Jak opisano powyżej, obliczenia wszechobecne wymagają mniej interakcji z człowiekiem niż wszechobecne środowisko obliczeniowe, w którym może być więcej połączonych urządzeń, ale że ekstrakcja i przetwarzanie danych wymaga więcej interwencji.
Ponieważ systemy obliczeń wszechobecnych są zdolne do zbierania, przetwarzania i przekazywania danych, mogą one dostosować się do kontekstu danych i aktywności. Oznacza to, w istocie, że sieć, która może zrozumieć swoje otoczenie i poprawić ludzkie doświadczenie i jakość życia.
Przykłady
Przykłady pervasive computing obejmują elektroniczne systemy opłat na autostradach; aplikacje śledzące, takie jak Life360, które mogą śledzić lokalizację użytkownika, prędkość, z jaką jeżdżą i ile baterii ma ich smartfon; Apple Watch; Amazon Echo; inteligentne światła drogowe; i Fitbit.
.