Сегодня весьма популярен префикс «смарт», которым стараются предварять любую инициативу и технологию. В английском языке значение этого слова шире, чем просто «умный» — может быть, поэтому так быстро в русском языке утвердился «смартфон». Еще сложнее осознать глубинные, имеющие серьезные последствия для общества процессы, вызванные массовым распространением нынешних и будущих смарт-устройств: подавляющее большинство оценок носит упрощенный характер. К тем немногим, к чьему мнению стоит прислушаться, относится философ Лучано Флориди, выпустивший несколько книг — в частности, «Этика информации» (The Ethics of Information) и «Четвертая революция» (The Fourth Revolution) с подзаголовком «Как инфосфера перестраивает человеческую повседневность». В последней книге автор показывает, как развитие новых коммуникаций влияет на цивилизацию, причем революционно, меняя не только образ действия, но и образ мышления человечества.

Первая революция сознания произошла в XVI веке, ее связывают с именем Коперника, вторая — в XIX веке, ее инициировали труды Чарльза Дарвина, третью (граница XIX-XX веков) ассоциируют с психоанализом Зигмунда Фрейда, нынешняя началась в середине XX века, а среди ее отцов называют Алана Тьюринга. По мнению Флориди, с появлением разнообразных умных устройств и различных коммуникационных сетей человечество перестает быть сообществом раздельных особей, а представляет теперь собой один информационный мегаорганизм, состоящий из отдельных информационных организмов, инфоргов (inforg). Инфосфера — среда обитания инфоргов. Подход Флориди интересен тем, что он позволяет системно оценить такие новые проявления, как мобильное и умное предприятие, мобильное и умное рабочее место, открывая возможность увидеть за частностями общее.

Есть два альтернативных подхода к умному рабочему месту (Smart Workplacе, SWP). Чаще его представляют рабочим местом, поддерживающим необходимые в повседневной деятельности офисного сотрудника взаимодействия с коллегами и партнерами. Менеджер-управленец проводит от 50 до 80% своего времени в разнообразных процессах общения — такова цена перехода от экономики грубой силы прошлого (brute-force economy) к экономике интеллекта (brain-force economy). Добавочная стоимость в основном создается в процессе общения и выработки решений. Для повышения эффективности общения социологами были разработаны специальные коммуникативные технологии, такие как World cafe и Open Space, а для их технической поддержки служат соответствующие SWP.

Однако не стоит забывать о том, что материальную добавленную стоимость создают все-таки люди, занятые на производстве, поэтому появилась вторая трактовка SWP — производственная. Системы управления стационарными комплексами (энергоблоками электростанций, прокатными станами и т. п.) или относительно мобильными механизмами (экскаваторы и хлебоуборочные комбайны) снабжаются современными SWP, но есть многочисленная категория мобильных работников, жестко не привязанных к своему рабочему месту, труд которых до сих пор практически не автоматизировался, однако с появлением носимых компьютеров, дисплеев, монтируемых на голове, и технологий дополненной реальности открылась возможность создать SWP и для них.

Офисные SWP

Свое представление об офисных SWP аналитики и футурологи связывают с созданием индустрии знаний, базирующейся на коллективной креативной работе. Эта индустрия превратит города в новые зоны роста, в них будут формироваться пространства коллаборативной деятельности, а предприятия в современном смысле исчезнут. Скорее всего, такая интерпретация будущего утопична, но в свете «четвертой революции» коллегиальность действительно приобретет неизвестные прежде черты. Работу в новых условиях называют Hive Work (англ. hive — «рой», «людное место», «центр активности» ), когда отдельные исполнители связаны в суперколлективы облачными сетями. Под SWP при этом понимается инфраструктура, предоставляющая работнику возможность для самостоятельного управления своей деятельностью, поддерживающая его возможности для коммуникации и совместной работы с другими, организующая работу сообщества на всех уровнях. В итоге должна сложиться новая формация, которую называют «индустриальной демократией». Называют даже сроки — 2030 год.

Носимые компьютерные системы

Термин «носимые компьютерные системы» (Wearable Compiting, WC) известен дольше, чем можно предположить, и ввел его в употребление математик, специалист в теории вероятностей Эдвард Торп. Действительно, еще в начале 60-х Торп на пару с Клодом Шенноном сделал компактное, размером с пачку сигарет устройство, позволяющее обыграть казино в рулетку. Эксперимент удался, однако служба безопасности казино ограничила деятельность двух гениев, и их более существенным достижением стала слава — Америка любит подобные проделки, и книга «Beat the Dealer» («Обыграть крупье») стала бестселлером. Компьютером в полном смысле этого слова устройство Торпа не было, поэтому ради справедливости отцом носимых устройств следует признать Стива Манна, создавшего многочисленные прототипы современного WC в его бытность в Массачусетском технологическом институте, период 70–90-х годов. Он долго занимался проблемами естественного пользовательского интерфейса (Natural User Interface, NUI) и развитием графического пользовательского интерфейса (Graphical User Interface, GUI). Идеи NUI во многом были реализованы в гаджетах Apple. С подачи Манна в МТИ возникло движение киборгов — студенты активно строили многочисленные версии компьютеров и соответствующей периферии, прежде всего карманные аккордные клавиатуры и шлемы. В последние годы Манн занимается математикой, к тому же он изобрел музыкальный инструмент, где исполнитель управляет потоком воды, генерирующей звук.

С появлением планшетных компьютеров и очков типа Google Glass аппаратная проблема носимых компьютерных систем решена. Еще есть примеры компьютеров-браслетов компаний Pebble, Fitbit  Flex и Eurotech, полноценный компьютер Zypad WL1500 которой пригоден для использования в медицинских, промышленных, транспортных, оборонных и специальных приложениях. В России НИЦЭВТ выпускает промышленный защищенный карманный компьютер ПК ЕС-1866.01 «Кулон» весом 450 г.

В ближайшее время ожидается стремительный рост применения WC в сфере здравоохранения, активно развиваются средства сбора данных о состоянии военнослужащих, получивших ранения, но по-настоящему массовым будет рынок носимых устройств для спорта. Сегодня есть простые и недорогие браслеты для контроля основных параметров от Fitbit Flex, компания Adidas создала систему мониторинга miCoach, а компьютер adiSTAR Fusion имеет беспроводное подключение к различным элементам амуниции. В память устройства могут быть записаны параметры движения (скорость, ускорение) и различные показатели жизнедеятельности организма. Аналогичные изделия выпускают и другие производители спортивного инвентаря.

На выставке Consumer Electronics Show 2014 аналитическая компания Forrester объявила о грядущей второй фазе — Wearables 2.0, сравнив нынешнее состояние WC с Интернетом образца 1999 года, хотя возможности Сети раскрылись намного позже. На примере напульсника Nymi, способного идентифицировать человека по его электрокардиограмме, можно показать, что такое Wearables 2.0. Разработчик Nymi компания Bionym утверждает, что ложные срабатывания системы практически исключены, очевидно, возможен реальный переворот в системах аутентификации. И тут следует отметить главное отличие Wearables 2.0 — это не столько технология, сколько бизнес-модель и модель внедрения. Как бы ни была великолепна идея Nymi, чтобы она стала частью жизни, датчиком должны снабжаться ключи, кошельки и даже, может быть, украшения.

Контекст и дополненная реальность

В последние годы в WC акцент сместился в сторону программного обеспечения, и тут можно выделить две основные темы, логически взаимно дополняющие друг друга: дополненная реальность (Augmented Reality, AR) [1] и контекстный компьютинг (Сontextual Сomputing, Сontext-aware Сomputing, CC). Впервые идеи СС были выдвинуты в начале 90-х в работах, связанных с созданием прототипа современных планшетов Parс Tab в Xerox PARC. Пятнадцать лет назад Анинд Дей и Грегори Абоуд опубликовали статью «К лучшему пониманию контекста и восприятию контекста» [2], которая стала классической. С тех пор под контекстным компьютингом понимают использование информации обо всем, что может служить для предсказания события и выработки наиболее целесообразных решений. Устройство, способное воспринимать контекст (сontext aware device), передает пользователю информацию об окружении, в котором оно работает, руководствуясь заложенными в него правилами и целями, и тем самым помогает в принятии решений.

Контекстный компьютинг позволяет лучше оценивать текущие события и ощущать окружение, становясь инструментом для расширения наших органов чувств. Все компоненты этого инструмента имеются, но они существуют либо в виде больших установок, либо по отдельности. Индивидуальное устройство сможет накапливать данные о своем владельце и на их основании давать рекомендации в тех случаях, когда возникают противоречия: скажем, намерение заняться спортом в момент, когда есть какие-то противопоказания по состоянию здоровья. Для оценки перспектив СС подходит высказывание Билла Гейтса: «... мы обычно переоцениваем то, что может произойти в ближайшие два года, и недооцениваем то, что может произойти за десять лет». С точки зрения развития технологий одним из следствий контекстного компьютинга может стать появление нового класса процессоров — нейронных (Neural Processing Unit, NPU), которые можно тренировать и обучать. В 2013 году компания Qualcomm создала экспериментальный нейронный процессор Qualcomm Zeroth на ядре ARM.

Дополненная реальность обогащает видимую картину мира информацией, взятой из контекста. Объединение реальной картины и дополнения осуществляется с помощью разных типов монтируемых на голову дисплеев: индикаторы в транспортных и военных приложениях, проекторы на лобовом стекле, очки Google Glass, Oculon Smart Glasses и т. п. Имеются проекты, в которых в качестве таких дисплеев используются контактные линзы. Однако этим применение AR не ограничивается: распознавание изображений открывает возможности для множества иных приложений — например, наведя мобильное устройство на тот или иной прибор, можно сразу же получить инструкцию по его эксплуатации. Нетрудно себе представить, что этот же принцип может быть распространен на широкий вид деятельности.

Простейший пример использования AR — перемещение по улице в очках, показывающих всю необходимую вспомогательную информацию (направление, расстояния, достопримечательности и т .п). В отличие от виртуальной реальности AR не воссоздает окружающий мир, а накладывает на видимое дополнительные сведения, соответствующие выбранному контексту, поэтому нет нужды в мощных процессорах и высоком разрешении.

Умные рабочие места на производстве

Материальные ценности по-прежнему создаются людьми, поэтому не следует забывать о производственной трактовке понятия умных рабочих мест, предназначенных для облегчения тех или иных этапов создания изделий.

Цифровые руководства. Ручной труд сохранится при сборке и на всех этапах обслуживания сложных изделий (самолеты, научное оборудование и т. д.), причем чем дальше, тем сложнее становятся соответствующие технологические карты и инструкции [3]. Перенос инструкций из бумажной формы в электронную на планшетах или иных устройствах не решает проблемы, однако сочетание CC и AR позволит выводить пользователю требуемую в текущий момент информацию.

Поддержка удаленного взаимодействия. При выполнении множества операций требуются согласованные действия нескольких исполнителей, однако используемые сейчас средства коммуникации решают эту проблему лишь частично, работа с ними отвлекает, а получаемая информация не всегда может быть достоверно воспринята. При переходе к AR удастся обеспечить возможность каждому из операторов видеть то, что делают другие, и обмениваться информацией в наиболее удобной форме.

Помощь оператору. Максимум того, что может дать AR оператору на нынешнем уровне развития технологий, представляет собой шлем для пилота истребителя-бомбардировщика F-35. Он обеспечивает сферическую обзорность, не ограниченную остеклением кабины, причем пилот может видеть и в инфракрасном диапазоне. Шлем заменяет собой приборы на панели — все необходимое синтезированное изображение подается прямо на визиры, туда же выводятся необходимые для полета подсказки, навигационные данные и сведения о боевой обстановке. Одновременно шлем служит средством для управления. Специальные очки для водителей автомобилей позволят повысить безопасность движения в ночное время, помогут увидеть препятствия и пешеходов, они же могут быть использованы в киберфизических системах.

Обучение. Существующие сегодня тренажеры обычно строятся на технологиях VR, но они дороги и поэтому немногочисленны — появление таких систем вполне оправданно, поскольку экспериментировать, например, со взлетом или посадкой невозможно. Чтобы научиться водить автомобиль, тренажеры не нужны, процедура очень проста. Но есть устройства, занимающие по сложности и цене промежуточное место: карьерные самосвалы, корабли, портовые краны, сложные погрузчики и другие подобные машины — для обучения работе на них могут быть использованы реальные системы, дополненные AR.

Поиск неисправностей и расследование инцидентов. В сложных средах, насыщенных различного рода коммуникациями, AR поможет соотнести проектную документацию с реальным состоянием дел, ремонтный персонал может точнее установить, где и что произошло. Примерно тот же подход можно применить при восстановлении хода событий, действий персонала и всего остального в случае аварии и катастрофы.

***

C появлением доступных технологий контекстного компьютинга и дополненной реальности область применения умных рабочих мест будет расширяться, однако если сегодня действительно происходит четвертая революция, то еще сложно предугадать, во что она в конечном итоге выльется.

Литература

  1. Леонид Черняк. Мобильная революция и ее последствия // Открытые системы.СУБД. — 2013. — № 01. — С. 12–15. URL: http://www.osp.ru/os/2013/01/13033978 (дата обращения: 11.03.2014).
  2. Anind K. Dey, Gregory D. Abowd. Towards a Better Understanding of Context and Context-Awareness. URL: https://smartech.gatech.edu/bitstream/handle/1853/3389/99-22.pdf (дата обращения:  11.03.2014).
  3. Никита Калуцкий. Интеграция для Airbus // Открытые системы.СУБД. — 2014. — № 01. — С. 36–38. URL: http://www.osp.ru/os/2014/01/13039681 (дата обращения: 11.03.2014).

Леонид Черняк (osmag@osp.ru) — научный редактор, «Открытые системы.СУБД» (Москва).