Přesvědčivé, všudypřítomné výpočty

V roce 2000 spustil Massachusetts Institute of Technology ambiciózní projekt, který má změnit způsob, jakým svět používá počítače. Starý model: krabice, monitor a klávesnice. Nové: počítače všudypřítomné a neviditelné jako vzduch, který dýcháme. Říkali tomu Project Oxygen.

Přehled cílů projektu a otázky a odpovědi s jeho zakladateli viz Projekt Oxygen’s New Wind .

Nyní, téměř po dvou letech, vycházejí z laboratoří první technologie. Vedoucí projektu – šéf Laboratoře počítačových věd Victor Zue, zástupce ředitele Anant Agarwal a ředitel Laboratoře umělé inteligence Rodney Brooks – trvají na tom, že Project Oxygen je o nápadu, nikoli o produktech. Firemní sponzoři – mezi nimi Hewlett Packard, Nokia a Philips – však netrpělivě očekávají jejich výsledky. Recenze technologie šel do laboratoří, aby získal tajný vrchol na třech aspektech kyslíku, které jsou obzvláště slibné: kriket, počítačový systém s ohledem na umístění; Inteligentní místnost, hi-tech kancelář, která funguje jako výzkumná laboratoř rozhraní vidění; a mikroprocesor Raw, ultraprogramovatelný čip s nízkou spotřebou energie určený k napájení kapesních zařízení 21. století. Společně tyto technologie, říkají jejich tvůrci, umístí počítače všude a nikam.

Raw Deal

Kapesní počítače ušly dlouhou cestu od doby, kdy Apple v roce 1993 představil svůj Newton. Kdysi jen něco málo více než oslavovaný Rolodex, dnes kapesní počítače konkurují výkonem a rozsahem aplikací stolních počítačů. Vyšší rychlosti a více specializovaných procesorů je však způsobily, že jsou energeticky náročné a životnost baterie je i nadále omezujícím faktorem. K vyřešení problému s napájením staví výzkumníci Oxygen pod vedením Agarwala flexibilnější a méně energeticky náročný čip, kterému říkají Raw Architecture Workstation nebo Raw. Dnes si lidé staví [čipy] na zakázku pro video, grafiku, sítě a tak dále, říká Agarwal. Máme jediný procesor, který všechny tyto věci umí.

Nejen, že se tím optimalizuje výkon – zejména pro úkoly, jako je zpracování videa, které zatěžuje paměť – ale také šetří energii, což je základní funkce každého malého zařízení napájeného baterií. A programovatelnost se nevztahuje pouze na integraci diskrétních funkcí. Mohlo by to otevřít vzrušující průlomy v oblastech, jako jsou softwarová rádia, která mohou snadno přepínat mezi více celulárními protokoly.

Tím, že jsou datové cesty vysoce programovatelné, se Raw vyhýbá centralizovaným systémům paměti a registrů. V typickém procesoru možná budete muset odrazit kus dat. Ale u Raw to jde přímo tam, kam chci, říká Agarwal.

Architektura Raw připomíná síť dlaždic, z nichž každá obsahuje funkce pro instrukce, instrukce přepínače, datovou paměť, logické jednotky, registry a programovatelný přepínač. Věnujeme velkou pozornost propojení, drátům, říká Agarwal. Pokud vystavíte propojení softwaru, můžete přizpůsobit, jak data procházejí čipem. Můžete organizovat tok dat. Nyní můj software dokáže sladit hardware s aplikací.

Prototyp kapesního počítače Oxygen, Handy 21, používá k rozpoznání obličeje kameru (nahoře).

První zařízení, které bude čip napájet, bude kapesní model Oxygen, kterému říkají Handy 21. Prototyp Handys integruje rozpoznávání hlasu, bezdrátovou komunikaci a aplikace náročné na video, které by těžily z all-in-one designu Raw. Prototyp procesoru Raw, vyvíjený ve spolupráci s IBM Microelectronics, by měl dorazit někdy v tomto roce.

Kriket cvrlikal nahoru

V Project Oxygen vědci věří, že mobilní počítač může být užitečnější, pokud ví, kde je a co je kolem něj. Vstupte do Cricket Indoor Location System, což je síť bezdrátových vysílačů, která poskytuje mobilním zařízením, jako je Handy 21s, informace o jejich fyzické poloze, které mohou použít k vyhledání statických zařízení, jako jsou tiskárny nebo východy, a také dalších lidí.

Sledování polohy je nyní žhavým tématem ve světle požadavků Federal Communications Commission's Enhanced 911, které vyžadují, aby 95 procent všech mobilních telefonů do konce roku 2005 zahrnovalo technologii automatické identifikace polohy, jako je Global Positioning System.

Cílem, říká docent LCS Hari Balakrishnan, je vyvinout vnitřní alternativu k satelitnímu sledování GPS, které jen zřídka funguje uvnitř budov a často selhává venku v blízkosti vysokých budov.

Uvnitř budov vícecestné a magnetické rušení narušují tradiční lokační zařízení. Sehnat něco do práce uvnitř je obzvláště náročné, říká Balakrishnan. Cílem pro nás je získat lineární vzdálenosti v rozmezí několika centimetrů, abyste věděli, kde se nacházíte, přibližně do stopy.

Trik kriketu spočívá v tom, že každý maják neustále vysílá dva signály: jeden rádiový a jeden ultrazvukový. Vzhledem k tomu, že rádio běží rychlostí světla a ultrazvukové pulsy se pohybují rychlostí zvuku, software Cricket, který řídí odposlouchávací zařízení zabudované do kusu hardwaru, může vypočítat časový rozdíl mezi těmito dvěma a určit polohu. Takže pokud je mezera deset milisekund, pak jste asi deset stop daleko, říká Balakrishnan.

Nízkonákladové, bateriemi napájené majáky Cricket lze rychle připlácnout na stropy bez kalibrace, což umožňuje snadnou škálovatelnost. Jsou umístěny tak, aby jakékoli odposlouchávací zařízení mohlo přijímat signály ze tří nebo čtyř zařízení najednou a dále lokalizovat polohu. Kriketové majáky mohou také posílat další informace mimo souřadnice polohy, například přenášet identitu klíčových zdrojů ve své působnosti.

Tým Oxygen také pracuje na prototypu kriketového kompasu, který dokáže určit, kterým směrem je odposlouchávací zařízení otočeno. Vybavením každého poslechového zařízení několika ultrazvukovými přijímači umístěnými velmi blízko u sebe, mohou porovnávat minutové rozdíly mezi časy příjmu a určovat tak orientaci. Tato schopnost by mohla pomoci nasměrovat počítač k odesílání informací na nejbližší protilehlý displej nebo by mohla zlepšit informační aplikace a aplikace v místě prodeje. Nakupující mohou například namířit svůj kapesní počítač na expozici obchodu, aby se dozvěděli o prodejích v okolí, nebo si návštěvníci muzea mohou stáhnout informace o blízké expozici. Kriket není spojen s konkrétní rádiovou frekvencí a Balakrishnan říká, že mohou přejít na Bluetooth, pokud se tato technologie rozběhne. Vědci, kteří jsou citliví na kriketový podtón velkého bratra, navrhují také složité ochrany soukromí uživatelů.

Největší dopad kriketu může mít vestavěné systémy, které nesledují lidi v kanceláři, ale díly ve skladu. Balakrishnanova skupina ve skutečnosti experimentuje s kabelovou knihovnou, ve které každá kniha obsahuje rádiový štítek sledovaný systémem podobným kriketu. Lepší sledování zboží během jeho výroby a dodávky by mohlo ušetřit miliardy na krádežích, ztrátách a neefektivitě a zároveň se vyhnout starostem o soukromí spojené se sledováním lidí.

Inteligentní místnost

Pokud, jak naznačuje ředitel LCS Victor Zue, Project Oxygen je velké hřiště, pak je Intelligent Room skvělá nová prolézačka uprostřed. Místnost hostí řadu projektů zkoumajících nové nástroje pro spolupráci a audio/vizuální rozhraní. Pro Oxygen se Laboratoř umělé inteligence zaměřuje na technologie rozpoznávání hlasu a zraku, které pomohou utvářet Oxygen's Enviro 21, zařízení pro ovládání místnosti, které uživatelům umožňuje přirozenou interakci s počítačem.

Na první pohled vypadá Inteligentní místnost jako typická zasedací místnost, i když s přemírou počítačově promítaných živých obrazovek na stěně. S displeji komunikujete pomocí hlasu, světelného pera, gesta nebo, pokud vše ostatní selže, pomocí dotykového panelu. Strop je posetý polem 32 mikrofonů, dvěma standardními videokamerami a dvěma stereoskopickými videokamerami.

Základním cílem je zlepšit komunikaci mezi mikrofony a kamerami, aby počítač mohl určit, komu má věnovat pozornost. Úkol identifikace reproduktorů je důležitý jak pro ovládání videokonferencí, tak pro to, aby počítač reagoval na uživatelské příkazy, aniž by byl zmaten. Nakonec taková komunikace, která je organizována prostřednictvím inovativního síťového softwaru Oxygen, Metaglue, také pomůže počítači přizpůsobit reakce pro každého jednotlivce.

V tradičních kamerových systémech máte mono kamery, které se snaží detekovat objekty vytažením předem nahraného pozadí, ale změna osvětlení oklame kameru, říká Krzysztof Gajos, A.I. Laboratorní vědec a technický ředitel Inteligentní místnosti. Se stereo kamerami můžeme nejen zaznamenat obrázek na pozadí, ale také tvar pozadí. Je mnohem robustnější.

Oxygen se také zajímá o to, na co se lidé dívají, například aby pomohl počítači rozhodnout, které displeje použít pro optimální zobrazení. Software sleduje způsob, jakým se uživatel dívá, tím, že kombinuje software pro rozpoznávání obličeje s 3D informacemi, které poskytuje stereo kamera. Aby bylo možné identifikovat orientaci, algoritmus head-post určuje, jak se obličejové rysy mění během pohybu. Kromě jiných aplikací vědci doufají, že namontují sledovací systém na roboty, aby zlepšili navigaci.

Výzkumník Harold Fox předvedl SAM, animovaný počítačový displej, který ukazuje různé emoce, aby odhalil svůj stav. Namísto předkládání příkazů vyslovením počítače, což může být na schůzkách matoucí, se uživatel jen podívá na grafiku a Foxův prototyp ví, že naslouchá. Když se uživatel podívá jinam, SAM se vypne.

Zda si SAM nebo Cricket nebo Raw někdy najdou cestu do konferenčních místností, chodeb a kapesních počítačů v každodenním podnikání, je otázka, která nebude zodpovězena léta. Ale jedna věc je jistá: koncepty, které inspirují, nepochybně budou.

skrýt