Pārliecinoša, visaptveroša skaitļošana

2000. gadā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts uzsāka vērienīgu projektu, lai pārveidotu veidu, kā pasaulē izmanto datorus. Vecais modelis: kaste, monitors un klaviatūra. Jaunums: datori ir tikpat plaši izplatīti un neredzami kā gaiss, ko elpojam. Viņi to sauca par projektu Oxygen.

Lai iegūtu pārskatu par projekta mērķiem un jautājumus un atbildes ar tā dibinātājiem, sk Projekts Oxygen’s New Wind .

Tagad, gandrīz divus gadus, laboratorijās tiek izlaistas pirmās tehnoloģijas. Projekta vadītāji - Datorzinātņu laboratorijas vadītājs Viktors Zue, asociētais direktors Anants Agarvals un Mākslīgā intelekta laboratorijas direktors Rodnijs Brūkss uzstāj, ka Project Oxygen ir ideja, nevis produkti. Taču korporatīvie sponsori, tostarp Hewlett Packard, Nokia un Philips, ar nepacietību gaida savus rezultātus. Tehnoloģiju apskats devās uz laboratorijām, lai iegūtu slēptu maksimumu trīs skābekļa aspektos, kas ir īpaši daudzsološi: Cricket, atrašanās vietu apzinoša skaitļošanas sistēma; Intelligent Room — augsto tehnoloģiju birojs, kas darbojas arī kā redzes saskarnes izpētes laboratorija; un Raw mikroprocesors — mazjaudas, īpaši programmējama mikroshēma, kas paredzēta 21. gadsimta rokas ierīču barošanai. Kopā ar šīm tehnoloģijām, to radītāji saka, datori tiks novietoti visur un nekur.

Neapstrādāts darījums

Rokas datori ir nogājuši garu ceļu kopš Apple prezentēja savu Newton 1993. gadā. Kādreiz plaukstdatori bija nedaudz vairāk par slaveno Rolodex, un mūsdienās tie konkurē ar galddatoru veiktspēju un lietojumu klāstu. Taču lielāki ātrumi un vairāki specializēti procesori ir padarījuši tos enerģijas izsalkušus, un akumulatora darbības laiks joprojām ir ierobežojošs faktors. Lai risinātu jaudas problēmu, Oxygen pētnieki Agarwal vadībā veido elastīgāku, mazāk enerģijas ietilpīgu mikroshēmu, ko viņi sauc par Raw Architecture Workstation vai Raw. Mūsdienās cilvēki veido pielāgotas [mikroshēmas] video, grafikas, tīklu veidošanai un tā tālāk, saka Agarvals. Mums ir viens procesors, kas var veikt visas šīs darbības.

Tas ne tikai optimizē veiktspēju, jo īpaši tādiem uzdevumiem kā video apstrāde, kas iestrēgst atmiņā, bet arī ietaupa enerģiju, kas ir būtiska funkcija jebkurai mazai, ar akumulatoru darbināmai ierīcei. Programmējamība attiecas ne tikai uz atsevišķu funkciju integrēšanu. Tas varētu pavērt aizraujošus sasniegumus tādās jomās kā programmatūras radio, kas var viegli pārslēgties starp vairākiem mobilo sakaru protokoliem.

Padarot datu ceļus ļoti programmējamus, Raw novērš centralizētas atmiņas un reģistru sistēmas. Parastā procesorā jums var nākties pārsūtīt datus. Bet ar Raw tas nonāk tieši tur, kur es to vēlos, saka Agarvals.

Raw arhitektūra atgādina dakstiņu tīklu, no kuriem katrs satur instrukciju, slēdža norādījumu, datu atmiņas, loģisko vienību, reģistru un programmējamo slēdzi funkcijas. Mēs pievēršam lielu uzmanību starpsavienojumam, vadiem, saka Agarvals. Ja starpsavienojumu atklājat programmatūrai, varat pielāgot datu plūsmu caur mikroshēmu. Varat organizēt datu plūsmu. Tagad mana programmatūra var saskaņot aparatūru ar lietojumprogrammu.

Oxygen rokas datora prototips Handy 21 izmanto kameru (augšpusē), lai veiktu sejas atpazīšanu.

Pirmā ierīce, ar kuru tiks darbināta mikroshēma, būs Oxygen rokas portatīvais modelis, ko viņi sauc par Handy 21. Handys prototipā ir integrēta balss atpazīšana, bezvadu sakari un videoenerģijas izsalkušas lietojumprogrammas, kas gūtu labumu no Raw viss vienā dizainā. Paredzams, ka Raw procesora prototips, kas tiek izstrādāts kopā ar IBM Microelectronics, nonāks kaut kad šogad.

Krikets Čivinās

Projektā Oxygen pētnieki uzskata, ka mobilais dators var būt noderīgāks, ja tas zina, kur tas atrodas un kas tam ir apkārt. Ievadiet Cricket Indoor Location System — bezvadu raidītāju tīklu, kas nodrošina mobilajām ierīcēm, piemēram, Handy 21s, informāciju par to fizisko atrašanās vietu, ko tās var izmantot, lai atrastu statiskas ierīces, piemēram, printerus vai izejas, kā arī citus cilvēkus.

Atrašanās vietas izsekošana šobrīd ir aktuāla tēma, ņemot vērā Federālās sakaru komisijas uzlabotās 911 prasības, kas paredz, ka līdz 2005. gada beigām 95 procentos no visiem mobilajiem tālruņiem ir jāiekļauj automātiskās atrašanās vietas noteikšanas tehnoloģija, piemēram, globālā pozicionēšanas sistēma.

Mērķis, saka LCS asociētais profesors Hari Balakrishnan, ir izstrādāt iekštelpu alternatīvu satelītu GPS izsekošanai, kas reti darbojas ēkās un bieži neizdodas ārpus augstām ēkām.

Ēku iekšpusē daudzceļu un magnētiskie traucējumi traucē tradicionālās atrašanās vietas noteikšanas ierīces. Balakrishnan saka, ka kaut ko strādāt iekštelpās ir īpaši grūti. Mūsu mērķis ir iegūt lineāros attālumus dažu centimetru robežās, lai jūs varētu noteikt, kur atrodaties apmēram pēdas attālumā.

Kriketa triks ir panākt, lai katra bāka nepārtraukti pārraidītu divus signālus: vienu radio un vienu ultraskaņas signālu. Tā kā radio rāvējslēdzēji gaismas ātrumā un ultraskaņas impulsi pārvietojas ar skaņas ātrumu, Cricket programmatūra, kas pārvalda aparatūrā iebūvēto klausīšanās ierīci, var aprēķināt laika atšķirību starp abām ierīcēm, lai noteiktu atrašanās vietu. Tātad, ja ir desmit milisekundes, jūs esat apmēram desmit pēdu attālumā, saka Balakrišnans.

Lētās, ar baterijām darbināmās kriketa bākas var ātri uzsist uz griestiem bez kalibrēšanas, tādējādi atvieglojot mērogojamību. Tie ir novietoti tā, lai jebkura klausīšanās ierīce varētu saņemt signālus no trim vai četrām ierīcēm vienlaikus, lai vēl vairāk lokalizētu atrašanās vietu. Kriketa bākas var nosūtīt arī citu informāciju, kas nav atrašanās vietas koordinātas, piemēram, pārsūtot galveno resursu identitāti savā kompetencē.

Oxygen komanda strādā arī pie Cricket Compass prototipa, kas var noteikt, kurā virzienā ir vērsta klausīšanās ierīce. Aprīkojot katru klausīšanās ierīci ar vairākiem ultraskaņas uztvērējiem, kas novietoti ļoti cieši kopā, tie var salīdzināt minūšu atšķirības starp uztveršanas laikiem, tādējādi nosakot orientāciju. Šī iespēja var palīdzēt datoram nosūtīt informāciju uz tuvāko displeju vai uzlabot informācijas un tirdzniecības vietu lietojumprogrammas. Piemēram, pircēji var pavērst rokas ierīci pret veikala displeju, lai uzzinātu par izpārdošanām tuvumā, vai muzeja apmeklētāji varētu lejupielādēt informāciju par tuvumā esošu eksponātu. Krikets nav precējies ar noteiktu radio frekvenci, un Balakrišnans saka, ka viņi var pārslēgties uz Bluetooth, ja tehnoloģija sāks darboties. Ņemot vērā kriketa lielā brāļa pieskaņu, pētnieki izstrādā arī sarežģītus lietotāju privātuma aizsardzības līdzekļus.

Kriketa vislielākā ietekme var būt iegultās sistēmās, kas izseko nevis cilvēkus birojā, bet gan detaļas noliktavā. Faktiski Balakrišnana grupa eksperimentē ar vadu bibliotēku, kurā katrā grāmatā ir radio atzīme, ko izseko kriketam līdzīga sistēma. Labāka preču izsekošana visā to ražošanas un piegādes laikā varētu ietaupīt miljardus no zādzībām, zaudējumiem un neefektivitātes, vienlaikus izvairoties no privātuma bažām, kas saistītas ar cilvēku izsekošanu.

Inteliģentā istaba

Ja, kā iesaka LCS direktors Viktors Zue, Project Oxygen ir liels rotaļu laukums, tad Intelligent Room ir foršā jaunā džungļu trenažieru zāle vidū. Telpā tiek rīkoti dažādi projekti, kuros tiek pētīti jauni sadarbības rīki un audio/vizuālās saskarnes. Attiecībā uz Oxygen Mākslīgā intelekta laboratorija koncentrējas uz balss un redzes atpazīšanas tehnoloģijām, kas palīdzēs izveidot Oxygen’s Enviro 21 — telpas kontroles ierīci, kas ļauj lietotājiem dabiski mijiedarboties ar datoru.

No pirmā acu uzmetiena Inteliģentā telpa izskatās kā tipiska sanāksmju telpa, lai gan pie sienas ir daudz datora projicētu tiešraides displeju. Jūs mijiedarbojaties ar displejiem, izmantojot balsi, gaismas pildspalvu, žestus vai, ja nekas cits neizdodas, skārienpaneli. Griesti ir aprīkoti ar 32 mikrofonu masīvu, divām standarta videokamerām un divām stereoskopiskām videokamerām.

Pamatmērķis ir uzlabot saziņu starp mikrofoniem un kamerām, lai dators varētu noteikt, kam pievērst uzmanību. Skaļruņu identificēšanas uzdevums ir svarīgs gan videokonferenču vadīšanai, gan ļautu datoram atbildēt uz lietotāja komandām bez apjukuma. Galu galā šāda saziņa, kas tiek organizēta, izmantojot Oxygen novatorisko tīkla programmatūru Metaglue, arī palīdzēs datoram pielāgot atbildes katram indivīdam.

Tradicionālajās redzes sistēmās ir monokameras, kas mēģina noteikt objektus, iegūstot iepriekš ierakstīto fonu, bet apgaismojuma maiņa apmāna kameru, saka Kšištofs Gajoss, A.I. Laboratorijas pētnieks un Inteliģentās telpas tehniskais direktors. Ar stereo kamerām mēs varam ne tikai ierakstīt fona attēlu, bet arī fona formu. Tas ir daudz izturīgāks.

Skābeklis interesē arī tas, ko cilvēki skatās, piemēram, lai palīdzētu datoram izlemt, kurus displejus izmantot optimālai skatīšanai. Programmatūra izseko lietotāja izskatu, apvienojot sejas atpazīšanas programmatūru ar stereokameras sniegto 3D informāciju. Lai noteiktu orientāciju, galvas balsta algoritms nosaka, kā kustības laikā mainās sejas vaibsti. Citu lietojumprogrammu starpā pētnieki cer uzstādīt izsekošanas sistēmu robotiem, lai uzlabotu navigāciju.

Pētnieks Harolds Fokss demonstrēja SAM, animētu datora displeju, kas parāda dažādas emocijas, lai atklātu tā stāvokli. Tā vietā, lai ievadītu komandas, sakot, ka dators, kas sapulcēs var radīt neskaidrības, lietotājs vienkārši skatās uz grafiku, un Fox prototips zina, ka jāklausās. Kad lietotājs skatās prom, SAM atslēdzas.

Vai SAM vai Cricket vai Raw ikdienas biznesā kādreiz nonāks konferenču telpās, gaiteņos un plaukstdatoros, tas ir jautājums, uz kuru atbilde netiks atbildēta gadiem ilgi. Bet viens ir skaidrs: jēdzieni, kurus tie iedvesmo, neapšaubāmi būs.

paslēpties