Inlämnad Kursansvarig: Peter Ljungstrand Karl-Petter Åkesson. Författare: Annica Löfving

Transkript

1 Personlig uppsat s i k ursen Ubiquit ous Com put ing ht 2003: Reflek t ioner runt Ubiquit ous Com put ing oc h projek t et Sul.m usic Inlämnad Kursansvarig: Peter Ljungstrand Karl-Petter Åkesson Författare: Annica Löfving it3loan@ituniv.se

2 Sammanfattning Ubiquitous computing föddes ur ett forskningsprojekt på Xerox PARC 1988 där Marc Weiser introducerade området. Hans vision är ett samhälle där människor kan använda datorkraft, som är integrerad i deras omgivning, för att ta fram information och utnyttja tjänster. Han vill att datorkraften skall vara helt osynligt integrerad i människors vardag och, utan att vara påträngande, kunna utnyttjas var och när som man människan själv önskar. Ur grundidéerna om ubiquitous computing har det utvecklats att antal subteknologier som exempelvis: Pervasive computing, Werarble computing, Tangible bits och augumented reality. Det finns givetvis stora säkerhetsrisk involverad i denna teknologi. Integritetsfrågan, till exempel, är en av de största frågorna som samhället måste ta i beaktande. Som all ny teknik har ubiquitous computing såväl en framsida som en baksida och man måste vara medveten och se konsekvenserna av båda. Trots allt så tror jag ubiquitous computing kommer att ge människor många nya fördelar, bland annat i form av ökad bekvämlighet och trygghet. Och vi kommer att se en snabb utveckling inom det här området. Det är oundvikligt. Sul.Music var ett projekt som genomfördes som grupparbete under kursen Ubiqiutous Computing på IT Universitetet höstterminen Produktkonceptet i projektetidén faller inom ramen för wearable computing, och projektets syfte var att ta fram en prototyp på ett par skor som fungerar som ett musikinstrument. Genom att användaren belastar olika punkter/delar av skon kan användaren framkalla olika toner och på så sätt använda skorna för att spela en melodi. Med tanke på den korta utvecklingstid som gruppen hade till sitt förfogande anser jag att vi lyckades ganska bra att uppfylla de mål vi hade satt upp med prototypen. Inledning Ubiquitous computing är en metod för att utveckla användningen av datorer genom att göra datorkraft ständigt tillgängliga genom den fysiska omgivningen, men att samtidigt göra den effektivt osynliga för användaren. Sedan Marc Weiser började arbeta med konceptet ubiquitous computing 1988 så har forskare runt hela världen utforskat och fortsatt arbeta med ramverket runt ubiquitous computing. I den här uppsatsen gör jag ett försök att beskriva vad ubiquitous computing är samt hur jag ser på teknologin. Jag berskriver även kortfattat projektet Sul.music som utfördes i kursen Ubiquitous Computing på IT universitet höstterminen 2003 samt hur den relaterar till ämnet ubiqiutous computing. Vad är ubiquitous computing? Ubiquitous computing föddes ur ett forskningsprojekt på Xerox PARC 1988 där Marc Weiser introducerade området. Han lade fram en vision där människor och omgivning 2

3 samverkar med datorkraft som tillhandahåller information och tjänster när och där den var önskvärd utan att vara påträngande [3]. Han vill att, till skillnad från hur det är idag, datorkraften skall vara helt osynligt integrerad i människors vardag. Men som Weiser säger: getting the computer out of the way is not easy. [4]. Problemet ligger inte i de grafiska gränssnitten utan istället i hur vi ser på användandet och den fysiska representationen av maskiner och datorer i vår omgivning. Utmaningen ligger i att är att skapa nya typer av relationer mellan människor och datorer där datorutvecklingen måste visa vägen genom att bli bättre på att inte ta för mycket plats i människors medvetande så att de kan fokusera på andra saker än användandet av maskinerna. För att citera Weiser [3]: Ett bra verktyg är ett osynligt verktyg. Med osynligt menar jag att verktyget inte tränger sig på din medvetenhet Du fokuserar på uppgiften inte verktyget. Glasögon är ett bra verktyg du tittar på världen, inte glasögonen. En blind man som känner sig fram med sin stav känner gatan, inte staven. Naturligtvis är inte verktygen osynliga i sig själva, men som en del i användandet. Med tillräcklig träning kan vi få många uppenbart besvärliga saker att försvinna: mina fingrar vet att jag skriver kommandon som mitt medvetande för länge sedan har glömt. Men ett bra verktyg förstärker osynlighet.. Weisers ansats var att försöka definiera och konstruera nya datorbaserade artifakter som skulle användas i det vardagliga livet. Han tog sin inspiration från vardagliga objekt på kontoret och hemmet, och då speciellt de objekt vars syfte var att fånga eller uttrycka information. Han ville att datorn förkroppsligad skulle vara av så många olika storlekar och former, inkluderat pyttesmå, billiga saker, som gör det möjligt för alla att ta del av de nya datorerna. Ur grundidéerna om ubiquitous computing har det utvecklats att antal subteknologier. Exempel på sådana är: Pervasive computing som är en direkt vidareutveckling av tankarna från ubiquitous computing området. Utgångspunkten här är att det skall vara möjligt för människor att koppla upp sig och interagera med information var som helst och när som helst genom en osynlig integration av teknologier och system. Weisers vision beskriver en uppsjö av datorenheter av olika storlek, allt från små, handburna personliga enheter till stora delade skärmar och visualiseringsenheter. Denna vision har sedan dess förverkligats då vi sett en explosionsartad utveckling av användandet av vanligt förkommande enheter såsom PDA:er, tabletpc:s, laptops, och väggstora elektroniska whiteboards. Även utvecklingen och användandet av den nödvändiga infrastrukturen, som krävs för att underhålla mobil datorkraft, är under uppbyggnad. Werarble computing. Många av de idéer som ligger bakom ubiquitous computing har inspirerat forskare till att utveckla teknologier som är en del av omgivningen. MIT Media Lab har skapat ett antal sådana innovationer, varav en utgörs av Wearable computing [2]. Kombinationen av multimedia och trådlös kommunikation möjliggör lösningar där man bygger in teknik och elektronik i människors kläder. Smycken, kepsar, glasögon, skor och jackor är sådana klädesplagg som det redan har experimenterats med för att tillhandahålla människor ett sätt att interagera med digital information samtidigt som de är i rörelse i den fysiska världen. 3

4 Tangible bits, augumented reality. En annan utveckling som har sitt ursprung i ubiquitous computing är tangible user interface eller tangible bits [1]. Här ligger fokus på att hitta ett sätt att kombinera digital information med fysiska objekt för att göra det möjligt för människor att utföra sina vardagliga sysslor. Exempel är fysiska böcker som visar digitalt lagrad information, eller fysiska artifakter som är kopplade till virtuella objekt på så sätt att när de fysiska objekten hanteras kan man se samma effekt på det virtuella objektet. En annan teknologi som ofta nämns i det här sammanhanget är augumented reality där den virtuella representationen är överlappande och svår att distingera från fysiska enheter och objekt. Ett område som det forskas mycket på just nu är hur man skall överbrygga avståndet mellan den fysiska och virtuella världen. Ett tidigt arbete var det digitala skrivbordet [5]. Fysiska kontorsprylar, som böcker, dokument och papper, var i detta projekt integrerade med virtuella representationer genom användningen av projektorer och videokameror. Både de fysiska och virtuella dokumenten var osynligt integrerade och kombinerade. Mina visioner Min vision av ubiquitous computing är mer av den ihopkopplade, osynliga datorkraften som omger oss och som kan utnyttjas när som helst jag önskar. Jag vill använda den för att få fram information, utnyttja publika tjänster, kommunicera med andra, osv Jag skall kunna använda mig av små privata enheter, som min PDA, för att visualisera informationen eller accessa gränssnitten för tjänsterna, utan att för den skull behöva bry mig om vilken server eller annan publik enheter som tillhandahåller informationen eller tjänsten. Allt bakom gränssnittet skall vara helt osynligt för mig som användare. Jag kan se scenariot med bilen: Jag är ute och åker i min bil. När jag svänger in på macken kommer det automatiskt upp information på en skärm på instrumentbrädan om vad bensinen kostar, vilka erbjudanden de har på macken osv. När jag senare svänger in på parkeringen och letar upp en ruta så vet bilen automatiskt vilken ruta jag parkerat i och det kommer automatiskt upp en fråga på skärmen på instrumentbrädan med en fråga om hur länge jag önskar parkera. Jag neger en tid och an sedan via min bildator direkt betala parkeringsavgiften med mitt kontokort. Här är det viktigt att information och funktioner presenteras på ett sådant sätt att man inte blir distraherad, samt att man måste kunna ignorera informationen om man inte vill ta den till sig. Informationen skall vara ständigt närvarande och alltid uppdaterad men samtidigt inte påträngande och absolut inte tvingande på något sätt. Den skall heller inte vara för omfattande utan man skall enkelt kunna få fram just den information som man anser vara intressant just i denna stund. Nyckelordet här är filtrering. Det är här som teknologin med informationsagenter [8] kommer in. Det skulle vara önskvärt med en agent som känner dina personliga preferenser och som kan övervaka att du presenteras med det information som just du anser vara viktig och intressant för just dig. Som jag ser det så kommer man att använda sig av ett antal specialiserade agenter som alla har sitt område av informationsbearbetning och som vet vad du vill ha för information i den specificerade miljön. T ex en agent som hanterar informationsbearbetningen i bilen och som t ex vet 4

5 vilken bensin du brukar tanka eller numret på ditt parkeringskort, en för den hemmiljö som vet vilka typer av recept du är intresserad av eller som har kolla på vilka matvaror som du vill beställa hem från affären osv. Här finns givetvis en stor säkerhetsrisk. All denna information måste vara strikt kontrollerad av dig personligen. Integritetsfrågan, till exempel, är en av de största frågorna som man måste ta i beaktande. Riskerna är ju så stora. Samhället har precis börjat något hitta ett slags fotfäste i datoranvändandet men fortfarande finns det en stor skepticism och misstänksamhet mot det som kan uppfattas som ett övervakningssamhälle. Om den personliga integriteten i dagsläget är hotad av vanliga datorer, vilket den är då vi ser otaliga exempel på missbruk och dålig informationssäkerhet, så är det ingenting mot det hot som ubiquitous computing representerar. Vanliga datorer registrera idag när vi tar ut pengar, vad vi köper, när och vart vi ringer, när vi passerar igenom en viss dörr på jobbet, och många fler liknande vardagshändelser. När varje pryl förvandlas till en uppkopplad liten dator uppstår tekniska möjligheter att registrera oerhört mycket mer, och känsligare, information. Bilen som för all framtid lagrar information om exakt vart den kördes och när är bara ett exempel. Det kan ju finnas tusen skäl till att en människa inte vill att en viss körning eller besök på en viss plats, blir känd av andra än henne själv. Och det viktiga är att man har rätt och möjlighet att hålla sådana uppgifter hemliga, utan att ens behöva motivera sig. Man måste sätta gränser. När TV:n rapporterar vilka program vi tittar på, när kylskåpet rapportera vilken mat vi har hemma, när ventilationsapparaten rapporterar hur ofta vi tänder en cigarett, när kroppschipet eller tröjan rapporterar när och var vi blir andfådda, då är det inte så roligt längre. Tänk om försäkringsbolaget kräver trådlöst insamlade kroppsdata fem år tillbaka i tiden för att teckna en försäkring? Och vad kan inte myndigheterna hitta på att kräva i säkerhetens namn? Enligt Pär Ström [7] så kommer hotet mot integriteten från 3 olika parter: Myndigheter som vill administrera sina medborgare på ett effektivt sätt och bekämpa olika former av brottslighet. Företag som vill bygga alltmer detaljerade kundprofiler i sina CRM-system för att kunna erbjuda våra kunder snabb och personlig service och riktigt attraktiva personligt anpassade erbjudanden. Hackare som olovligt tillägnar sig information från uppkopplade produkter, och som sedan sprider känslig information över världen via diverse nätverk. Vi måste mentalt sätta en gräns redan från början, annars kommer övervakningen att successivt smyga sig på. Och en dag är det för sent att rulla tillbaka utvecklingen. Det är också viktigt att slå fast att inte ens aldrig så goda syften någonsin kan motivera överskridandet av denna gräns. Till de positiva aspekterna av ubiquitous computing tror jag uppkopplade produkter kommer att ge människor många nya fördelar, bland annat i form av ökad bekvämlighet och trygghet. Och vi kommer att se en utveckling inom det här området. Det är oundvikligt. Som all ny teknik har ubiquitous computing såväl en framsida som en baksida och man måste vara medveten och se konsekvenserna av båda. 5

6 När man utforskar ämnet ubiquitous computing och tittar på vad som är skrivet och publicerat i ämnet så överväldigas i omfattningen av projekt och forskning som gör anspråk på att falla inom området ubiquitous computing, men av alla de forskningsprojekt och prototyper på produkter och inbyggda system som jag har utvärderat och läst om, så tycker jag att det är få som verkligen lyckas uppfylla Weisers visioner och tankar. Det är ofta som man får känslan av att utvecklarna fastnar i invanda synsätt och inte lyckas utveckla sina idéer till att innefatta något nytt. Det enda ställe som jag, enligt min uppfattning, verkligen stött på idéer som jag anser vara äkta ubiquitous computing är inom science fiction litteraturen. Jag antar att det beror på att där anses det vara legitimt att hitta och beskriva applikationer och tekniker som i dagsläget inte är tekniskt genomförbara, medan man i den akademiska världen känner att man är tvungen att kunna relatera sina idéer med nuvarande teknik eller en teknisk utveckling som man kan se inom en överskådlig framtid. De flesta författare inom science fiction-genren är teknisk kunniga och vad de har, som jag anser att de många forskare och utvecklare saknar, är fantasin och förmågan att hitta på nya, innovativa lösningar och synsätt. Ett ganska realistiskt exempel på en ubiquitous computing applikation är ur Alastair Reynolds bok Revelation Space [6] där man utnyttjar väggytan, var som helst var som helst i ett rymdskepp, för att koppla upp sig mot rymdskeppets gränssnitt och se information eller utföra någon handling. Man använder sitt finger för att rita upp en fyrkant på väggen och en strax projiceras ett visuellt gränssnitt på den markerade platsen. Användaren använder sedan röstkommandon eller rörelser för att kommunicera med skeppets gränssnitt. Weisers visioner om ubiquitous computing som datorbaserade osynliga verktyg är även flitigt utnyttjade inom filmindustrin idag. Ett exempel på en futuristisk applikation är ur filmen Minority Report med Tom Cruise, där man i en scen visar skyltfönstret som skannar av näthinnan på förbipasserande fotgängare för att kunna visa personligt anpassade reklamerbjudanden i fönstret. Sul.music Sul.music var ett projekt som genomfördes under kursen Ubiquitous Computing på IT Universitetet höstterminen Projektets syfte var att ta fram en prototyp på en produkt eller system som faller inom ramen av tankarna med ubiqiutous computing. Den ursprungliga konceptidén med Sul.music var att i ett par vanliga skor bygga in trycksensorer som framkallade toner vid belastning så att skorna skulle kunna fungera som ett musikinstrument. Skorna skulle även ha inbyggda högtalare. Den ursprungliga tanken var att det inte skulle vara några speciella skor utan skor som även skulle kunna användas utomhus och inte var känsliga för väta eller dyl. Grundtanken var även att vi skulle ha en trådlös kommunikation till en bärbar kontrollenhet, som man kunde ta på sig eller bära med sig i fickan. Kontrollenheten skulle innehålla all elektronik och logik och användas för att slå på/stänga av tonfunktionen i skorna. I kontrollenheten skulle det även finnas möjligheter att bestämma hur skorna skulle låta; om varje punkt skulle framkalla toner, rytmer eller andra slags ljud. 6

7 Så som den ursprungliga idén med Sul.music var utformad så anser jag att vi hade vi ett koncept som kan falla inom ramen wearable computing. Det beror lite på om man uppfattar konceptet wearable computing. Om man anser att det handlar om att ha produkter inbyggda i kläder som fungerar som hjälpmedel i vardagen genom att tillhandahålla digitalt lagrad information, så faller inte Sul.music inom ramen för wearables. Om man istället anser att det handlar som att bygga in datorkraft i kläder som kan utnyttjas både för nytta och för nöje så är sul.music en wearable. Projektet Sul.music hade nämligen ansatsen att ta fram en interaktiv, bärbar leksak som skall användas för nöjes skull men som är integrerad i ett vardagligt föremål. Så som prototypen utformades så är jag mer tveksam till om man kan säga att den faller inom ramen för ubiquitous computing, eller ens wearable computing. Visserligen lyckades vi åstadkomma en helt bärbar lösning, men de egenskaper som jag anser vara ubiqiutous; inbyggnad i vanliga skor, datorkraft för att hantera olika ljud samt trådlös kommunikation mellan skor och kontrollenhet, kunde vi inte implementera. Därför skulle jag vilja benämna vår prototyp som wearable electronics istället. Visst finns det potential i prototypen, och med tanke på den korta utvecklingstid som vi faktiskt hade till förfogande samt graden av bristande kunskaper inom elektronik, så tycker jag att vi lyckades ganska så bra. Vi lyckades uppfylla de mål vi hade satt upp med prototypen och vi lyckades ta fram, inte bara en, utan två fungerande prototyper. Men det viktigaste av allt var att vi hade roligt under hela projektets gång. Utan denna positiva gruppkänsla tror jag inte att vi hade lyckats lika bra. Referenser: 1. Ishii, H. och Ullmer, B. (1997) Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms, In Proceedings of CHI 97, Mann, S. (1996) Smart clothing: wearable multimedia computing and personal imaging to restore the technological balances between people and their environment. In Proceedings of ACM Multimedia 96, Weiser, M. (1993), The world is not a desktop 4. Weiser, M. (1993) Some Computer Science Issues in Ubiquitous Computing, Commun. ACM 36, 7, Wellner, P. (1993) Interacting with paper on the digital desk. Communications of the ACM, 36(7), Reynold, A. (2002) Revelation Space, Millennium publishing, UK, ISBN

8 7. Ström, P, Prylarna snackar Maskin till maskin-kommunikation (M2M), telematik och ubiquitous Internet (2002), Uppsala publishing house AB, ISBN X 8. Decker, K.och Sycara, K.(1996) Intelligent adaptive information agents, Working Notes of the AAAI-96 Workshop on Intelligent Adaptive Agents 8