Pervasive computing, även kallad ubiquitous computing, är den växande trenden att bädda in beräkningskapacitet (i allmänhet i form av mikroprocessorer) i vardagliga föremål för att få dem att effektivt kommunicera och utföra användbara uppgifter på ett sätt som minimerar slutanvändarens behov av att interagera med datorer som datorer. Pervasive computing-enheter är nätverksanslutna och ständigt tillgängliga.
Till skillnad från desktop computing kan pervasive computing ske med vilken enhet som helst, när som helst, på vilken plats som helst och i vilket dataformat som helst i vilket nätverk som helst, och kan överlämna uppgifter från en dator till en annan när t.ex. en användare förflyttar sig från sin bil till sitt kontor. Apparater för allomfattande databehandling har utvecklats till att omfatta:
- laptops;
- bärbara datorer;
- smartphones;
- surfplattor;
- bärbara enheter;
- och sensorer (t.ex. på komponenter för flottadministration och rörledningar, belysningssystem, hushållsapparater).
Ubiquitous computing anses ofta vara efterföljaren till mobile computing och omfattar i allmänhet trådlös kommunikations- och nätverksteknik, mobila enheter, inbäddade system, bärbara datorer, RFID-taggar (radiofrekvens-ID), middleware och mjukvaruagenter. Internetfunktioner, röstigenkänning och artificiell intelligens (AI) ingår ofta också.
Hur ubiquitous computing används
Pervasive computing-tillämpningar har utformats för konsumentanvändning och för att hjälpa människor att utföra sina arbeten.
Ett exempel på pervasive computing är en Apple Watch som uppmärksammar användaren på ett telefonsamtal och gör det möjligt att avsluta samtalet via klockan. Ett annat exempel är när en registrerad användare av Audible, Amazons ljudboksserver, startar sin bok med hjälp av Audible-appen på en smartphone på tåget och fortsätter att lyssna på boken via Amazon Echo hemma.
En miljö där enheter, som finns överallt, kan utföra någon form av databehandling kan betraktas som en allestädes närvarande datormiljö. Industrier som spenderar pengar på forskning och utveckling (R&D) för ubiquitous computing är bl.a. följande:
- energi
- underhållning
- hälsovård
- logistik
- militärt
Betydelse
Då genomträngande datorsystem kan samla in, bearbeta och kommunicera data, kan de anpassa sig till datans sammanhang och aktivitet. Det innebär i huvudsak ett nätverk som kan förstå sin omgivning och förbättra människans upplevelse och livskvalitet.
Historia
Ubiquitous computing var den första pionjärverksamheten vid Olivettis forskningslaboratorium i Cambridge, England, där Active Badge, en ”clip-on-dator” av samma storlek som ett ID-kort för en anställd, skapades, vilket gjorde det möjligt för företaget att spåra var människor befann sig i en byggnad, liksom de föremål som de var fästa vid.
Bildtext: Detta diagram över allomfattande databehandling visar vilken roll sensorer och andra inbyggda enheter med låg effekt spelar i allomfattande databehandling.
Mark Weiser, som till stor del anses vara fadern till allomfattande databehandling, och hans kollegor på Xerox PARC började strax därefter bygga tidiga varianter av allomfattande databehandlingsenheter i form av flikar, plattor och brädor.”
Weiser beskrev begreppet ubiquitous computing på följande sätt:
Inspirerade av samhällsvetarna, filosoferna och antropologerna vid PARC har vi försökt att ta en radikal titt på hur databehandling och nätverksbyggande borde se ut. Vi tror att människor lever genom sina rutiner och tyst kunskap, så att de mest kraftfulla sakerna är de som i praktiken är osynliga när de används. Detta är en utmaning som berör hela datavetenskapen. Vårt preliminära tillvägagångssätt: Aktivera världen. Tillhandahålla hundratals trådlösa datorer per person och kontor i alla skalor (från 1-tumsskärmar till väggstorlek). Detta har krävt nytt arbete inom operativsystem, användargränssnitt, nätverk, trådlös teknik, bildskärmar och många andra områden. Vi kallar vårt arbete för ”ubiquitous computing”. Detta skiljer sig från handdatorer, Dynabooks eller information till hands. Det är osynliga, överallt förekommande datorer som inte finns på en personlig enhet av något slag, utan som finns i trädet överallt.
Han skrev senare:
I 30 år har de flesta gränssnittsutformningar, och de flesta datorutformningar, varit på väg mot den ”dramatiska” maskinen. Dess högsta ideal är att göra en dator så spännande, så underbar, så intressant att vi aldrig vill vara utan den. En mindre utbredd väg kallar jag den ”osynliga”: dess högsta ideal är att göra en dator så inbäddad, så passande, så naturlig att vi använder den utan att ens tänka på den. (Jag har också kallat detta begrepp för ”ubiquitous computing” och har placerat dess ursprung i postmodernismen). Jag tror att den andra vägen kommer att dominera under de kommande 20 åren. Men det kommer inte att bli lätt; mycket lite av vårt nuvarande systems infrastruktur kommer att överleva. Vi har byggt versioner av den framtida infrastrukturen vid PARC under de senaste fyra åren i form av datorer i tum-, fot- och meterstorlek som vi kallar tabs, pads och boards. Våra prototyper har ibland lyckats, men oftare misslyckats med att vara osynliga. Utifrån vad vi har lärt oss utforskar vi nu några nya riktningar för ubicomp, inklusive den berömda ”dangling string”-displayen.
Tecknet pervasive computing följde i slutet av 1990-talet, och populariserades till stor del genom skapandet av IBM:s pervasive computing-division. Även om det i dag är synonymt, noterade professor Friedemann Mattern vid det schweiziska federala tekniska institutet i Zürich i en artikel från 2004 att:
Weiser såg termen ”ubiquitous computing” i en mer akademisk och idealistisk bemärkelse som en obeaktad, människocentrerad teknikvision som inte kommer att förverkligas på många år, men branschen har myntat termen ”pervasive computing” med en något annorlunda vinkling. Även om detta också handlar om genomträngande och allestädes närvarande informationsbehandling är det primära målet att använda denna informationsbehandling inom den närmaste framtiden inom områdena elektronisk handel och webbaserade affärsprocesser. I denna pragmatiska variant – där trådlös kommunikation spelar en viktig roll tillsammans med olika mobila enheter som smartphones och handdatorer – har ubiquitous computing redan fått fotfäste i praktiken.
Pervasive computing och sakernas internet
Sakernas internet (IoT) har till stor del utvecklats ur pervasive computing. Även om vissa hävdar att det finns liten eller ingen skillnad, är IoT sannolikt mer i linje med pervasive computing än med Weisers ursprungliga syn på ubiquitous computing.
I likhet med pervasive computing kommunicerar IoT-anslutna enheter och ger meddelanden om användning. Visionen av pervasive computing är datorkraft som är vitt utspridd i vardagen i vardagliga föremål. IoT är på väg att förverkliga denna vision och förvandla vanliga föremål till anslutna enheter, men kräver än så länge en hel del konfiguration och interaktion mellan människa och dator – något som inte krävs för Weiser’s ubiquitous computing.
IoT kan använda sig av trådlösa sensornätverk. Dessa sensornät samlar in data från enheternas enskilda sensorer innan de vidarebefordras till IoT-servern. I en tillämpning av tekniken, t.ex. vid insamling av data om hur mycket vatten som läcker från en stads vattenledningar, kan det vara användbart att först samla in data från det trådlösa sensornätverket. I andra fall, t.ex. vid bärbara datorenheter, t.ex. en Apple Watch, är det bättre att samla in och bearbeta data direkt till en server på internet där datatekniken är centraliserad.
Fördelar med pervasiv databehandling
Som beskrivits ovan kräver pervasiv databehandling mindre mänsklig interaktion än en ubiquitous computing-miljö där det kan finnas fler anslutna enheter, men att utvinning och bearbetning av data kräver mer ingripande.
Då pervasiva datorsystem kan samla in, bearbeta och kommunicera data kan de anpassa sig till datans sammanhang och aktivitet. Det innebär i huvudsak att ett nätverk som kan förstå sin omgivning kan förbättra människans upplevelse och livskvalitet.
Exempel
Exempel på pervasive computing är elektroniska vägtullsystem på motorvägar, spårningsapplikationer, t.ex. Life360, som kan spåra var användaren befinner sig, vilken hastighet han/hon kör i och hur mycket batteritid hans/hennes smartphone har, Apple Watch, Amazon Echo, smarta trafikljus och Fitbit.