АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Умная колонка

Экспертиза РАН

Logo-ran.pngLogo-ran-black.png
Проводится экспертиза
Российской академией наук
Подробнее
Times2.svg

Экспертиза РАН

Arrow-Right.png
Logo-ran.png
Проводится экспертиза
Российской академией наук
Подробнее

Умная колонка (англ. smart speaker) — это разновидность акустической системы и голосового устройства управления, оснащённая встроенным виртуальным помощником и предназначенная для выполнения интерактивных задач и обеспечения бесконтактного управления работой с помощью одного или нескольких «активационных слов» (wake word). Некоторые модели умных колонок также выступают в роли хабов умного дома, используя Wi-Fi, Bluetooth, Thread и другие протоколы для расширения функций за пределы аудиовоспроизведения и управления устройствами умного дома, подключёнными к локальной сети.

undefined

История

Первые устройства с голосовым управлением появились в 2013 году в проекте Jasper Массачусетского технологического института (англ. Massachusetts Institute of Technology, MIT), который использовал несколько микрофонов и облачное программное обеспечение для обеспечения работы без помощи рук даже на расстоянии.

Первой коммерческой умной колонкой стала Amazon Echo, представленная в 2014 году и оснащённая виртуальным помощником Alexa и полем микрофонов дальнего действия. Компания Google последовала в 2016 году с устройством Home на базе Google Assistant. К 2017 году такие устройства, как Echo Show и Home Hub (позже переименованный в Nest Hub), получили сенсорный экран и функции видеосвязи, положив начало новому подклассу — «умным дисплеям». В 2018 году к тренду подключилась компания Apple, выпустившая колонку HomePod, ориентированную на высокое качество аудио и собственного помощника Siri.

В начале 2020-х годов появились умные колонки с локальной обработкой голосовых команд для ускорения работы и повышения приватности. Новые стандарты, такие как Matter и Thread, позволили множеству устройств умного дома (даже от разных производителей) интегрироваться между собой[1].

Технические особенности

Аудио и голосовые возможности

Умные колонки используют несколько микрофонов вместе с ПО для шумоподавления, чтобы «слышать» голос пользователя даже на фоне музыки или когда помощник произносит ответ. Подавление шума и подавление эха позволяют устройству фокусироваться на говорящем и игнорировать фоновые шумы. Большинство моделей способны распознавать пользователя по голосовому отпечатку, что даёт возможность предоставлять индивидуальный доступ к календарям, личным предпочтениям, музыкальным плейлистам.

Для прослушивания музыки важным становится качество аудио. Бюджетные модели, такие как Home Mini или Echo Dot, имеют всего один широкополосный динамик, что приводит к низкому качеству звука и непригодности для любителей музыки. Более продвинутые устройства (например, Home Max или Echo Studio) оснащаются отдельными твитерами и вуферами, обеспечивая высокое качество прослушивания.

Связь и управление умным домом

Большинство умных колонок подключаются через Wi-Fi или Bluetooth и поддерживают хаб-протоколы вроде Thread и Matter. Это позволяет не только транслировать музыку, но и управлять различными устройствами — умным освещением, термостатами, замками, камерами — с одной точки доступа. Управление обычно осуществляется через специальные интерфейсы и программные функции приложения или системы управления умным домом[2]. Такие устройства могут передавать данные друг другу по равноправному соединению с помощью mesh-сетей. Управление обычно выполняется через единое приложение на смартфоне[3].

Сервисы и навыки помощников

Встроенные виртуальные помощники позволяют ставить таймеры, заводить будильники, напоминания, проигрывать сводку новостей, информировать о погоде, отправлять сообщения на другие устройства, осуществлять звонки и отвечать на простые вопросы. Можно объединять действия в так называемые рутины (например, утренний сценарий: включение света, запуск кофеварки, чтение прогноза погоды и новостей) и добавлять дополнительные функции — навыки или действия (например, заказы еды, викторины и др.). Бесконтактное использование умных колонок удобно для людей с ограниченными возможностями: большинству других устройств требуется физическое взаимодействие[4].

Хотя большинство этих задач могут выполняться и телефоном или компьютером, пользователи часто отдают предпочтение умным колонкам из-за большего радиуса слышимости и отсутствия необходимости физически взаимодействовать с устройством для активации голосового помощника[5].

Умные дисплеи

undefined

Ряд умных колонок оснащаются экранами, позволяющими отображать визуальные ответы. Такие устройства называют умными дисплеями (англ. smart display)[6][7]; они сочетают диалоговый пользовательский интерфейс с дисплеями для расширения голосового взаимодействия изображениями и видео. Основой работы выступает один из стандартных голосовых помощников, а дополнительные функции — управление устройствами, стриминг-приложения, веб-браузер с сенсорным управлением. Первые умные дисплеи появились в 2017 году от Amazon (Amazon Echo Show) и Google (Google/Nest Home Hub).

Искусственный интеллект

Современные умные колонки способны использовать встроенные или облачные модели генеративного искусственного интеллекта для более естественного ведения диалога, составления писем, рецептов, поиска идей по контексту, создания коротких мелодий или арт-объектов. Такой ИИ значительно расширяет возможности устройств по сравнению с их ранними версиями[8].

Точность работы

Согласно исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America в марте 2020 года, шесть крупнейших технологических компаний (Amazon, Apple, Google, Яндекс, IBM и Microsoft) неверно распознавали слова, произнесённые людьми с тёмным цветом кожи, чаще, чем сказанные белыми людьми. Для первых неверное распознавание и нечитаемость различались на 19 и 35 процентов соответственно, для вторых — на 2 и 20 процентов[9].

Североамериканское отделение Ассоциации по вычислительной лингвистике (NAACL) также выявило разницу в точности для мужских и женских голосов. Согласно результатам их исследований, программное обеспечение Google для распознавания речи на 13 процентов лучше распознаёт речь мужчин, чем женщин, но всё же превосходит решения Bing, AT&T и IBM[10].

Проблемы приватности

Встроенный микрофон умной колонки непрерывно слушает окружающую обстановку в поисках активационного слова и дальнейшей команды. Такая непрерывная работа микрофона вызывает озабоченность по поводу приватности пользователей[11]. Исследование в Западной Европе (1007 респондентов) показало, что именно вопрос конфиденциальности чаще всего отталкивает покупателей от умных устройств[12]. Среди главных опасений: какие данные записываются, как используются, как защищаются, нет ли вмешательства в личную жизнь через малозаметную рекламу[13][14]. Анализ работы Amazon Echo Dot показал, что 30-38 % ошибочно записанных отрезков аудио — это разговоры людей, не предназначенные для обработки колонкой[15].

В ноябре 2025 года Роскачество призвало не обсуждать чувствительную информацию около умных колонок. Полную приватность рядом с устройством может гарантировать только физическое отключение микрофона[16].

«Учитывайте также, что любая фоновая речь может фиксироваться и использоваться для формирования точного профиля пользователя, включая интересы, повседневные привычки и даже маршруты», — Сергей Кузьменко, руководитель Центра цифровой экспертизы Роскачества[17].

Как потенциальное прослушивающее устройство

Существует опасение, что постоянное «прослушивание» микрофона делает такие колонки потенциально идеальными для прослушивающих устройств. В 2017 году британский специалист по безопасности Марк Барнс показал, что устройства Amazon Echo до 2017 года могли быть взломаны через аппаратные разъёмы, позволяя загрузить скомпрометированную ОС[18].

По данным Умара Икбала, доцента Университета Вашингтона в Сент-Луисе, часть данных взаимодействия с Alexa использовалась для таргетированной рекламы, при этом более 40 % передаваемой информации недостаточно шифровалась, что поднимает вопросы о безопасности[19]. Кроме того, постоянная запись окружения может захватывать речь посторонних, телефонные разговоры, телевизионные передачи[20].

Голосовые помощники и приватность

Несмотря на удобство голосовых помощников, у пользователей иногда возникают опасения по поводу их применения в присутствии других людей или публично[21]. В устройствах типа смартфона для активации помощника часто требуется физическая кнопка (например, Siri через удержание «Home»), в то время как в умных колонках активация осуществляется по ключевому слову, что уменьшает приватность, но увеличивает удобство[22]. В целом с развитием умных устройств возрастает обмен между удобством и защитой личной информации[23].

Проблемы безопасности

Если умная колонка настроена без аутентификации, её может активировать любой человек, находящийся поблизости. В ряде случаев возможно даже управление колонкой через открытое окно, тонкую стену или ограду. Это может привести к утечке личных данных владельца без его ведома. В одном из экспериментов было доказано, что микрофоны умных колонок и смартфонов можно активировать лазерным излучением даже через закрытое окно противоположного здания[24].

Однако при обсуждении безопасности домашней сети об умных колонках и аналогичных устройствах IoT зачастую забывают. Но, по статистике, треть взломов современных бытовых сетей связана именно с IoT-гаджетами[25]. Снизить риск можно путём выбора надёжной марки устройств, установки актуальных прошивок, отключения ненужных функций и регулярной проверки настроек[26].

Статистика использования

По оценкам NPR и Edison Research летом 2022 года, 91 миллион американцев (35 % взрослого населения) имеют умную колонку[27].

Галерея

Amazon Echo.jpg

Примечания

  1. ↑ Hill, Simon (26 мая 2025). “Что такое стандарт Matter для умного дома”. Wired [англ.]. Дата обращения 2025-07-15. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  2. ↑ Smart speaker — определение (англ.). techtarget.com. Дата обращения: 15 июля 2025. Архивировано 10 апреля 2019 года.
  3. ↑ Что такое умная колонка и как она работает? (англ.). Bose. Дата обращения: 15 июля 2025.
  4. ↑ Mauldin, Laura (10 сентября 2022). “Cripping in America: Hacking an ableist world”. The Baffler [англ.] (64): 22—29.
  5. ↑ Kowalczuk, Pascal (10 октября 2018). “Потребительское принятие умных колонок: смешанный метод”. Journal of Research in Interactive Marketing [англ.]. 12 (4): 418—431. DOI:10.1108/jrim-01-2018-0022.
  6. ↑ Brown, Rich Echo Show, Nest Hub, Facebook Portal и другие: как выбрать лучший умный дисплей (англ.). CNET. Дата обращения: 19 июня 2019. Архивировано 8 июля 2019 года.
  7. ↑ Faulkner, Cameron Как Google Home Hub сравнивается с Echo Show и Facebook Portal (англ.). The Verge (9 октября 2018). Дата обращения: 19 июня 2019. Архивировано 6 декабря 2019 года.
  8. ↑ Elnaj, Saeed Рост умных колонок с поддержкой ИИ и их будущее (англ.). Forbes (8 июля 2019). Дата обращения: 15 июля 2025. Архивировано 21 февраля 2025 года.
  9. ↑ Metz, Cade В системах распознавания речи существуют расовые различия (англ.). The New York Times (23 марта 2020). Дата обращения: 22 апреля 2020. Архивировано 13 октября 2022 года.
  10. ↑ Bajorek, Joan Palmiter (10 мая 2019). “У распознавания голоса до сих пор выраженные расовые и гендерные предвзятости”. Harvard Business Review [англ.]. Архивировано из оригинала 2020-04-25. Дата обращения 2020-04-24. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  11. ↑ Lau, Josephine; Zimmerman, Benjamin; Schaub, Florian (1 ноября 2018). “Alexa, вы меня слушаете? Восприятие приватности и поведение пользователей умных колонок”. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction [англ.]. 2 (CSCW): 102:1–102:31. DOI:10.1145/3274371.
  12. ↑ Zimmermann, Jenny Прорывы «умных» продуктов зависят от контроля пользователя (англ.). MIT Sloan Management Review (16 февраля 2023). Дата обращения: 16 июля 2025. Архивировано 7 августа 2025 года.
  13. ↑ Amazon передала данные Echo по делу об убийстве (англ.), BBC News (7 марта 2017). Архивировано 6 января 2020 года. Дата обращения: 2 марта 2019.
  14. ↑ Amazon патентует алгоритмы для слежки по голосу (англ.), BBC News (11 апреля 2018). Архивировано 14 декабря 2019 года. Дата обращения: 2 марта 2019.
  15. ↑ Ford, Marcia, Palmer, William. «Alexa, вы меня слушаете? Анализ сетевого трафика голосовой службы Alexa». Personal and Ubiquitous Computing (2018): 1-13.
  16. ↑ В Роскачестве призвали не обсуждать чувствительную информацию около умных колонок. Бизнес Online (13 ноября 2025). Дата обращения: 13 ноября 2025.
  17. ↑ Роскачество призвало не обсуждать чувствительную информацию около умных колонок, TACC (13 ноября 2025). Архивировано 13 ноября 2025 года. Дата обращения: 13 ноября 2025.
  18. ↑ Greenberg, Andy (1 августа 2017). “Эксперт превратил Amazon Echo в прослушивающее устройство”. Wired [англ.]. Архивировано из оригинала 2019-06-03. Дата обращения 2019-03-02. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  19. ↑ Iqbal, Umar Трекинг, профилирование и реклама в Alexa Echo (англ.). umariqbal.com (3 декабря 2024). Дата обращения: 3 декабря 2024. Архивировано 24 сентября 2024 года.
  20. ↑ Malkin, Nathan (2019). “Отношение к приватности пользователей умных колонок” (PDF). Sciendo [англ.]. Proceedings on Privacy Enhancing Technologies.
  21. ↑ “Sarah Mennicken, Elaine M. Huang. 2012. Собираясь взломать «естественную среду»: полевой опыт умных домов. В книге Pervasive Computing. Springer, Берлин, Heidelberg, 143–160” [англ.]. DOI:10.1007/978-3-642-31205-2_10. S2CID 3480089. Архивировано из оригинала 2022-10-13. Дата обращения 2019-02-26. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  22. ↑ Christoffer Lambertsson. 2017. Ожидания приватности при голосовом взаимодействии — на примере банковских сервисов. Диссертация. KTH Royal Institute of Technology
  23. ↑ Рэо, Соня. “Сегодняшние потребители готовы жертвовать приватностью ради удобства”. 12 сентября 2018. Получено 25 февраля 2019 (англ.). Архивировано 2 марта 2019 года. Дата обращения: 26 февраля 2019.
  24. ↑ Лазеры могут незаметно отдавать команды умным колонкам (англ.) (5 ноября 2019). Дата обращения: 6 ноября 2019. Архивировано 5 ноября 2019 года.
  25. ↑ Blanton, Sean Риски безопасности IoT: статистика и тенденции на 2025 год (англ.). jumpcloud (10 января 2025). Дата обращения: 16 июля 2025. Архивировано 11 июля 2025 года.
  26. ↑ Как обезопасить умные колонки и цифровых помощников (англ.). National Cybersecurity Alliance (14 июня 2024). Дата обращения: 16 июля 2025. Архивировано 4 сентября 2025 года.
  27. ↑ Landis, Devon NPR & Edison Research: Доля владельцев умных колонок в США достигла 35 % (англ.). NPR (12 июня 2022). Дата обращения: 2 декабря 2024. Архивировано 2 декабря 2024 года.

Категории