АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Умные подключённые продукты

Умные подключённые продукты (англ. Smart Connected Products, также известные как умные объекты, умные подключённые вещи или SCoT — англ. Smart Connected Things) — это объекты, взаимодействие которых осуществляется не только с людьми, но и с другими умными объектами. К таким продуктам, активам и другим вещам относятся устройства, оснащённые процессорами, датчиками, программным обеспечением и средствами подключения, что позволяет обмениваться данными между продуктом и его окружением, производителем, оператором/пользователем, а также с другими продуктами и системами. Подключённость также обеспечивает возможность ряда функций существовать вне физического устройства — в облаке продукта. Собранные с подобных устройств данные могут анализироваться с целью поддержки принятия решений, повышения эффективности и постоянного улучшения характеристик продукта.

Данное понятие применяется как к взаимодействию с физическими объектами реального мира, так и к взаимодействию с виртуальными (компьютерная среда) объектами. Умный физический объект может быть создан путём разработки изделия или промышленного продукта либо посредством встраивания электронных меток, таких как радиочастотные идентификаторы (RFID-метки) или датчики — в обычные физические объекты. Умные виртуальные объекты создаются как программные сущности для использования в виртуальных или киберпространственных моделях и играх. Концепция умного объекта имеет несколько истоков и вариантов применения (см. раздел «История»). Существуют и смежные термины, такие как умное устройство, осязаемый объект, тактильный пользовательский интерфейс, а также объект («вещь») в контексте интернета вещей.

История

В начале 1990-х Марк Вейзер, от которого происходит термин повсеместные вычисления, сформулировал видение: «Когда почти каждый объект либо содержит компьютер, либо к нему может быть прикреплён ярлык, получение информации станет тривиальным»[1], хотя сам он прямо не называл объекты умными, его идеи подразумевали, что умные физические объекты — это цифровые источники информации. Хироси Исии и Бригг Ульмер[2] рассматривали осязаемые объекты в понятиях тактильных битов или пользовательских интерфейсов, позволяющих пользователям «захватывать и манипулировать» данными путём их связывания с обычными физическими предметами и архитектурными элементами.

Сама концепция умного объекта была предложена Марсело Каллманом и Даниэлем Тальманном[3] как объекта, способного описывать собственные возможные взаимодействия. Главный акцент делался на моделировании взаимодействий умных виртуальных объектов с виртуальными персонажами и агентами в искусственных мирах. Противоположностью умным объектам выступают обычные объекты, не обладающие подобной информацией. Дополнительные сведения, реализуемые в этой концепции, позволяют разрабатывать универсальные схемы взаимодействия и значительно упрощают работу планировщика в искусственных агентах[3].

В противоположность умным виртуальным объектам, используемым в виртуальных мирах, Лев Манович делает акцент на физическом пространстве, насыщенном электронными и визуальными данными. В его работах умные объекты описываются как «объекты, подключённые к Сети, способные чувствовать пользователей и проявлять умное поведение»[4].

В начале 2010-х годов умные объекты начали рассматриваться как ключевой элемент реализации концепции интернета вещей[5]. Сочетание интернета и новых технологий (например, ближней связи, реального времени и встроенных датчиков) позволяет превратить повседневные объекты в умные, способные распознавать и реагировать на происходящее вокруг. Такие объекты становятся строительными блоками интернета вещей и открывают новые виды вычислительных приложений[5]. В 2018 году один из первых в мире умных домов — пятиэтажный жилой дом — построили в Клувскоге (Финляндия) с использованием решения Kone Residential Flow, где даже смартфон может выступать в роли ключа[6][7].

Технические особенности

Хотя можно рассматривать взаимодействие с физическими умными объектами как отдельное от взаимодействия с виртуальными, между ними существует связь. С. Послад выделяет следующую последовательность:

  • как люди используют модели умных объектов, существующих в физическом мире, для улучшения взаимодействия с физической средой;
  • как сами умные физические объекты способны моделировать взаимодействие с человеком, снижая необходимость прямого человеческого вмешательства;
  • как умные виртуальные объекты, моделируя и физические объекты, и людей (а также их взаимодействия), формируют преимущественно умную виртуальную среду.

Умные физические объекты

Понятие «умный» для физического объекта означает, что он активен, цифровой, подключён к сети, способен в некоторой степени к автономной работе, возможно изменяет конфигурацию и самостоятельно управляет необходимыми ему ресурсами — энергией, памятью и т. д. При этом необязательно, чтобы умный объект обладал развитым искусственным интеллектом — хотя такая возможность может быть реализована.

В физическом мире можно выделить три характеристики умных объектов:[5]

  • Осведомлённость: способность умного объекта воспринимать (то есть замечать, интерпретировать и реагировать на) события и действия человека в окружающем пространстве.
  • Представление: программная и прикладная модель объекта — в частности, шаблоны для программирования.
  • Взаимодействие: способность объекта поддерживать диалог с пользователем по каналам ввода, вывода, управления и обратной связи.

По этим функциям выделяют три типа умных объектов:[5]

  • Осведомлённые об активности: записывают сведения о производимых действиях и собственном использовании.
  • Осведомлённые о правилах: способны интерпретировать события и деятельность с учётом заданной политики организации.
  • Осведомлённые о процессах: играют ключевую роль в промышленном управлении — процесс трактуется как заданная последовательность связанных действий или задач.

Умные виртуальные объекты

В случае виртуального объекта в виртуальном мире объект считается умным, если способен описывать свои возможные взаимодействия[3]. Это позволяет строить виртуальные миры на основе объектов, включающих информацию о собственных способах взаимодействия. Для такой модели требуется четыре основных элемента:[3]

  • Свойства объекта: физические характеристики и текстовое описание;
  • Информация о взаимодействии: расположение ручек, кнопок, захватов и т. п.;
  • Поведение объекта: зависимость поведения от состояния;
  • Поведение агента: описание сценария действий агента при использовании объекта.

В некоторых версиях умных объектов включается информация по анимации, однако этот подход неэффективен, так как ведёт к излишнему увеличению размеров объектов[8].

Классификация

Термины «умный», «подключённый продукт» или «умный продукт» охватывают широкий спектр устройств: от бытовых (например, умные весы или лампочки) до автомобилей («Тесла» и др.), однако их возможности значительно различаются. С. Рафф и др[9]. предложили концептуальную схему, по которой умные продукты классифицируются по уровню функций (от простых к сложным):

  • Цифровой (Digital)
  • Подключённый (Connected)
  • Реагирующий (Responsive)
  • Интеллектуальный (Intelligent)

Преимущества и недостатки

Умные подключённые продукты состоят из трёх основных компонентов:[10]

  • Физический компонент — механические и электронные части изделия;
  • Умный компонент — датчики, микропроцессоры, память, программное обеспечение, встроенная операционная система и продвинутый пользовательский интерфейс;
  • Подключённость — порты, антенны, протоколы для проводных и беспроводных соединений, обеспечивающие обмен данными и вынос функциональности во внешние среды.

Взаимное усиление этих компонентов формирует «добродетельный цикл» повышения потребительской ценности[10]. Сначала умный компонент расширяет возможности физического компонента; затем подключённость усиливает функции умного компонента. Это позволяет:

  • осуществлять мониторинг состояния продукта, среды, работы и использования;
  • контролировать функции устройства для лучшей реакции на изменения и персонализации опыта пользователя;
  • оптимизировать работу на основе фактических данных, сокращая простои с помощью предиктивного обслуживания и удалённых сервисов;
  • реализовать автономную работу, самообучение от окружающей среды, адаптацию под предпочтения пользователя и самообслуживание[11].

Интернет вещей (IoT)

Интернет вещей — это сеть физических объектов, снабжённых встроенными технологиями для обмена, контроля и мониторинга собственных и внешних состояний[12]. Сам термин отражает всё более широкое распространение умных подключённых продуктов и рост числа новых сфер применения. Сама сеть — механизм передачи информации, однако принципиальные изменения связаны не с интернетом как таковым, а с изменением природы самих «вещей»[10]. Как только продукт становится умным и подключается к облаку, продукты и сервисы образуют единую систему управления. Компании могут перейти от выпуска изделий к комплексным, более ценным предложениям — внутри системы систем[13][14].

Примечания

  1. ↑ Weiser, Mark (1991). “The Computer for the Twenty-First Century”. Scientific American. 265 (3): 94—104. DOI:10.1038/scientificamerican0991-94.
  2. ↑ Ishii, Hiroshi; Brygg Ullmer (1997). Tangible Bits: Towards Seamless Interfaces between People, Bits and Atoms (PDF). Proceedings of Conference on Human Factors in Computing Systems, (CHI '97). ACM Press. pp. 234—241.
  3. ↑ 1 2 3 4 Kallman, Marcelo; Daniel Thalmann (1998). Modeling Objects for Interaction Tasks. Proc. Eurographics Workshop on Animation and Simulation. Springer. pp. 73—86.
  4. ↑ Manovich, Lev (2006). “The poetics of urban media surfaces”. First Monday (Special Issue #4: Urban Screens: Discovering the potential of outdoor screens for urban society). DOI:10.5210/fm.v0i0.1545.
  5. ↑ 1 2 3 4 Kortuem, Gerd; Fahim Kawsar; Daniel Fitton; Vasughi Sundramoor (2010). “Smart Objects as Building Blocks for the Internet of Things” (PDF). IEEE Internet Computing. 14 (1): 44—51. Bibcode:2010IIC....14a..44K. DOI:10.1109/mic.2009.143. S2CID 1007932.
  6. ↑ FÖRST I VÄRLDEN – Klövskog, Finland (швед.). KONE. Дата обращения: 13 октября 2019. Архивировано 13 октября 2019 года.
  7. ↑ Nurmijärven Kreivi – Den første i verden (дат.). Byggematerialer. Дата обращения: 13 октября 2019. Архивировано 13 октября 2019 года.
  8. ↑ Jorissen, Pieter; Maarten Wijnants; Wim Lamotte (2005). “Dynamic Interactions in Physically Realistic Collaborative Virtual Environments”. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 11 (6): 649—660. Bibcode:2005ITVCG..11..649J. DOI:10.1109/tvcg.2005.100. PMID 16270858. S2CID 12182396.
  9. ↑ Raff, Stefan; Wentzel, Daniel; Obwegeser, Nikolaus (2020-08-20). “Smart Products: Conceptual Review, Synthesis, and Research Directions”. Journal of Product Innovation Management [англ.]. 37 (5): 379—404. DOI:10.1111/jpim.12544. ISSN 0737-6782.
  10. ↑ 1 2 3 Porter, M. E.; Heppelmann, J. E. (2014-11). “How Smart, Connected Products are Transforming Competition”. Harvard Business Review. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  11. ↑ The New Era of Smart, Connected Products Is Changing How Businesses Compete (28 ноября 2014). Архивировано 28 ноября 2014 года.
  12. ↑ Gartner Says the Internet of Things Installed Base Will Grow to 26 Billion Units by 2020. Gartner (12 декабря 2013). Архивировано 16 декабря 2013 года.
  13. ↑ Dan Ostrower (2014-11). “Smart Connected Products: Killing Industries, Boosting Innovation”. Wired Magazine. Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  14. ↑ Z. Jenipher Wang. The Smart IoT Brings Us the Greatest Value. WIOMAX (июль 2016). Архивировано 8 августа 2024 года.

Литература

Ссылки

Категории