Повсеместные вычисления
Повсеместные вычисления
Повсеместные вычисления, также известные как проникающие вычисления, относятся к концепции интеграции вычислительных возможностей в повседневные объекты и окружающую среду, делая их умными и взаимосвязанными. Это позволяет обеспечивать бесшовный, непрерывный доступ к информации и услугам через различные устройства и локации.
Ключевые концепции и определения
- Повсеместные вычисления предполагают встраивание вычислительных возможностей в различные объекты, такие как бытовая техника, транспортные средства и носимые устройства, с целью сделать их умными и взаимосвязанными[^1^].
- Цель повсеместных вычислений – создать вычислительную среду, в которой технология бесперебойно интегрируется в повседневную жизнь, повышая удобство и эффективность[^2^].
- Эта концепция была впервые представлена Марком Вейзером в конце 1980-х и начале 1990-х годов, который предвидел будущее, где компьютеры бесшовно интегрированы в наше окружение[^3^].
Как работают повсеместные вычисления
Повсеместные вычисления работают за счет использования устройств и систем, которые взаимосвязаны и способны обмениваться информацией и реагировать на потребности пользователя без необходимости явных команд[^4^]. Вот как это работает:
- Интеграция вычислительных возможностей: Повседневные объекты и окружающая среда, такие как бытовая техника, транспортные средства и здания, оснащаются вычислительными возможностями и подключаются к сети[^5^]. Эти объекты могут собирать данные из окружения или взаимодействовать с пользователями.
- Коммуникация и обмен информацией: Взаимосвязанные устройства общаются друг с другом, обмениваясь информацией и координируя свои действия для обеспечения бесшовного пользовательского опыта[^5^]. Это позволяет пользователям перемещаться между различными устройствами и локациями, сохраняя непрерывный доступ к информации и услугам.
- Контекстная осведомленность: Системы повсеместных вычислений разработаны для того, чтобы быть осведомленными о контексте, то есть они могут понимать и реагировать на контекст пользователя, включая его местоположение, предпочтения и действия[^6^]. Это обеспечивает персонализированные и адаптивные взаимодействия.
- Пользовательские интерфейсы и режимы взаимодействия: Интерфейсы повсеместных вычислений разработаны для того, чтобы быть интуитивными и естественными, позволяя пользователям взаимодействовать с технологией через голос, жесты, прикосновения или другие модальности[^7^]. Это устраняет необходимость явных команд и повышает вовлеченность пользователя.
Примеры повсеместных вычислений
Повсеместные вычисления уже находят применение в различных аспектах нашей повседневной жизни. Вот некоторые примеры:
- Умный дом: Умный дом – это жилье, оснащенное взаимосвязанными устройствами и системами, которые могут контролироваться и управляться удаленно[^8^]. Эти устройства могут включать умные термостаты, системы освещения, камеры безопасности и голосовые помощники, такие как Amazon Echo или Google Home. Пользователи могут управлять этими устройствами с помощью своих смартфонов или голосовых команд, делая свои дома более эффективными и удобными.
- Носимые устройства: Носимые устройства, такие как фитнес-трекеры, умные часы или очки дополненной реальности, являются примерами повсеместных вычислений в форме персональных аксессуаров[^9^]. Эти устройства собирают данные о физических активностях, параметрах здоровья и местоположении, и предоставляют пользователю обратную связь в реальном времени.
- Умные города: Повсеместные вычисления применяются для преобразования городов в умные экосистемы, которые могут эффективно управлять ресурсами, улучшать инфраструктуру и повышать качество жизни[^10^]. В умных городах датчики и подключенные устройства используются для мониторинга и управления дорожным движением, потреблением энергии, утилизацией отходов и другими городскими системами.
- Интеллектуальные транспортные системы: Транспортные системы становятся умнее благодаря интеграции вычислительных возможностей и подключения[^11^]. Примеры включают системы управления дорожным движением, умные решения для парковки и автономные транспортные средства. Эти технологии направлены на улучшение дорожного движения, повышение безопасности и снижение воздействия на окружающую среду.
Преимущества повсеместных вычислений
Повсеместные вычисления предлагают несколько преимуществ в различных областях:
- Удобство и эффективность: Повсеместные вычисления бесшовно интегрируют технологии в повседневные объекты и окружающую среду, делая их более удобными для пользователей при доступе к информации и услугам через устройства[^2^].
- Персонализация: Благодаря своим контекстно-осведомленным возможностям повсеместные вычисления могут предоставлять персонализированные взаимодействия пользователям, адаптируясь к их предпочтениям, привычкам и потребностям[^6^].
- Улучшение принятия решений: Системы повсеместных вычислений могут собирать и анализировать большие объемы данных, что позволяет улучшать принятие решений в различных областях, таких как транспорт, здравоохранение и управление энергией[^11^].
- Повышение качества жизни: Оптимизируя использование ресурсов, повышая безопасность и предоставляя новые услуги, повсеместные вычисления обладают потенциалом для улучшения общего качества жизни в умных городах и интеллектуальных средах[^10^].
Проблемы и опасения
Несмотря на свои обещания, повсеместные вычисления также вызывают некоторые проблемы и опасения:
- Конфиденциальность и безопасность: Непрерывный сбор и обмен личными данными в средах повсеместных вычислений поднимают вопросы конфиденциальности и безопасности[^12^]. Защита конфиденциальной информации и обеспечение конфиденциальности данных являются ключевыми аспектами.
- Этические аспекты: Повсеместные вычисления поднимают этические вопросы, связанные с владением данными, согласием и возможностью дискриминации или злоупотребления личной информацией[^13^]. Необходимы четкие правила и руководства для решения этих вопросов.
- Взаимосовместимость: Взаимосовместимость между различными устройствами и системами является необходимой для обеспечения бесшовного пользовательского опыта в средах повсеместных вычислений. Стандарты и протоколы должны быть установлены для обеспечения совместимости и взаимосовместимости[^14^].