Ambient Computing

• 1968
• Verstärkung des menschlichen Intellekts durch Computer
• Erfand Maus
• mother of all demos
• hypertext (Querverweise)
• Objektaddressierung
• shared screen collaboration mit audio und video
• dynamic file linking

• 1977
• Responsive Environments
  • Kunst die auf Bewegung und Gesten von Betrachter reagiert durch sensing floors, graphic tables und Videokameras.
• Interactive Computer Art - “Komponist” von intelligenten realtime computer mediated spaces. —> System erkennt Ereignisse in der realen Welt (Kontext), Prozessiert diese Events in bedeutsamer Weise, Produziert Feedback —> Beziehung zwischen realer und virtueller Welt geschaffen

• portabel, kabellos, netzwerkend, location sensitive, sicher
• 1996 PDA Nokia 9000 mobiltelefon mit PDA, SMS, Email, office, html browser
• Smartphones: Konvergenz der Funktionen
• Computing Trend: früher ein großer Computer den viele Teilen, heute umgekehrt (Handy+Tablet)

• Vorteile 
  • Alle Funktionen in einem Gerät
  • Kontextawareness durch Sensoren
  • Erweiterbar durch Apps
• Nachteile
  • schlechtere Qualität als einzelne Geräte (Photo)
  • Hoher Energieverbrauch
  • komplexe Entwicklung aber einfach Nutzung
  • nicht erweiterbar

• alles durchdringend
• industrielle Interpretation von Ubicom (überall verfügbar, Name der Wissenschaft)
• in ein Gerät hineinwachsend
• Name der Industrie
• eTicket für Flug

• Computer mit bestimmter Funktion in Hard/software Umgebung eingebettet
• muss wenig kosten, wenig Platz, wenig Energie, wenig Speicher. braucht speziale CPU (mikrokontroller), speziale operating systems
• z.B. Fahrzeug Kontrolle (airbag, ESP), Internet-TV, T-Engine (Open Source!)
• z.B. Rasperry PI2, Arduino -> smartes Sofakissen -> Mikroplattform für jeden

• Computer die am Körper sind - digitale Prothesen
• früher: Uhren, Hörgerät
• Heute smartWatches, Glasses, Shoes
• Forschung: Energieversorgung, Formfaktoren und Anwendbarkeit
• 1976: Roulette Schuh, 2007: Oakley mit Mp3 player, Seit 1980: Steve Mann “Cyborg”
• Cyborg: Kombination von biologischen, mechanischen und elektronischen Komponenten in hybride Organismen. Organismus (Minority Report), Cyborgs (Ironman), Cybernetics (I Robot)

• Verteilte Systeme (Kommunikation, Management, Sicherheit)
  • Mobile Computing
    • Mobile Netzwerke
    • Informationszugriff
    • Adaptive Applikationen —> Ubiquitous Computing
      • Natürliche Benutzerschnittstellen
      • Kontextadaptivität/Sensoren
      • Smart Spaces
      • Datenschutz
      • Datensicherheit
      • gesellschaftliche Auswirkungen
• “Billionen von Sensoren werden die Welt permanent Messen und ein digitales Weltmodell analog zum WWW entstehen”
• “Ubicomp ist der logische Schritt in Informationsprozessierung. Es schließt die Lücke zwischen Informationssystemen und Realität”

• Probleme
• Ausstattung/Kalibrierung aufwendig
• Skalierung (viele Kabel)
• Eigentumsansatz
• Komplexe, heterogene Hardware und komplexe conflicting Szenarien
• Diskrepanz zwischen Modell und Realität
• Hohe Datenmengen
• Negative Statements
  • “Ein Versuch einer gewalttätigen technologischen Penetration unseres Alltags”
  • “Totalitarismus”
  • Totalität

• Hardware für jede einzelne Anwendung
• Nachteil: Ressourcen/Ergonomie, Wunsch ist Konvergenz
• Donald E. Norman (1999)
• Appliance - Gerät mit bestimmter Funktion z.B. Toaster
• Information Appliance - Gerät spezialisiert für Informationen, z.B. Wissen, Fakten, Bilder, Photos, Sound und bestimmte Aktivitäten Musik, Schreiben... Können untereinander Informationen austauschen. “Jede 6 of 23 Anwendung hat sein eigenes Device speziell für eine Aufgabe. Lernen wie man das Gerät benutzt ist das gleiche wie die Aufgabe zu lernen
• z.B. Stift mit Handschrifterkennung (print, send, save), Home Medical Advisor (misst alle Daten und sendet an Arzt), Photografie information appliance (nehme Bilder von Kamerachip und Internet und andere devices)
• User centered design: Aufgaben, Bedürfnisse des Users, dann Produkt designen, dann technische Entwicklung

• Komplexität nur auf anderes Level verschoben
  • Umgang mit vielen Geräten
• PC ist zu komplex
  • general purpose device wie Schweizer Taschenmesser lieber einzeln Messer, Schere...

• Weisers Vision fürs Büro (100te kabellose Rechner pro Person
• Heimszenario: Wie können 100te Geräte unsichtbar und ästhetisch zugleich sein? Wie können Sie gleichzeitig von mehreren Usern benutzt werden
• 2002 Tolmie et al: Ethnologische research Methoden: Field Studies, Fragebögen, Video Beobachtung, Verstehen von Komplexität der Routine, unbemerkte Aktionen (Klopfen an der Tür, Wecker klingelt Etc) -> Technologie die in Routine eingebettet werden soll, hat hohe Anforderungen

• Kognitiv, emotional - Toaster Touch, Spiegel... 2001 Norbert Streitz: erweitert Weisers Aussage - “Technologien, die ein stimmiges und soziales Erlebnis ermöglichen wenn sie mit der Umgebung interagieren und kooperieren, indem sie den angemessenen Angebotscharakter bieten”
• physical disappearance: Miniaturisierung und Integration der Geräte in tägliche Artefakte z.B. Kleidung, sodass man sie nicht mehr sieht
• mental disappearance: Artefakte können groß sein, werden aber nicht als Computer wahrgenommen z.B. Interaktive Wand/Tisch. Technik rückt in den Hintergrund

• z.B. SmartIts: Wie Postits (embedded devices), die an alltägliche Objekte “geklebt” werden um sie mit Sensorik, Wahrnehmung, Rechnen, Speicher und Kommunikation auszustatten
  • Kontextbewusstsein
• Ziel: Jedes reale Objekt kann smart gemacht werden. Für bestimmten Einsatz, wenig Energie, Sensoren und Aktoren, kein Userinterface

• Smart Dust
  • 2001: Autonomes sensing und communication in Kubikmillimeter
  • Kommunikation durch Laser “Morsecode”
  • Wetter-/Tierbeobachtung, Krieg?
  • Organisch Abbaubar!?

• ab 1999 Netzwerk smarter Objekte mit
  • eingebetteter Elektronik
  • Software
  • Sensoren
  • Verbindung
• Vereinen die reale und virtuelle Welt
• Wie ubicomp
• Industrie 4.0: Ich weiß immer jeden Zustand.
• Ampeln, Uhren, Kühlschränke, Öfen, Klimaanlage, Steckdosen...
• Web of Things: Anwendungsschicht für IoT. REST, HTTP, JSON, Websockets

• 1996: Weiser und Brown: Informationen in die Peripherie verschieben
• Peripheral Awareness: Zentrieren von peripheren Objekten zur Aufmerksamkeit
• z.B. Car warning lamps, Dangling String (roter riesen Faden im Büro zeigt Datenraten durch Bewegung und Sound), Pin Wheels (an der Decke, zeigen z.B. Web site hits tracking, stock market activity...)
• Technik macht sich nur bemerkbar wenn sie gebraucht wird

• Computer design auf biologischen Prinzipien beruhend
• Self-CHOP: configuration (robotik wie zellen), healing, optimization, protection (Virenschutz) Self-X: explanation, describing...
• NANO-BOTS

• context aware (Ot, Wer, Stimmung)
• interactive (natürlich)
• personalisiert (Rechts-/Linkshänder)
• Multimodal, adaptive, antizipatorisch (Wunsch vorhersagen), sozialisiert (an Regeln/Religion/Kultur anpassen), empathisch (angepasstes Licht), Bewusstsein (eigene Wünsche)
• Intelligenz = Bewusstsein, Trainieren, Fähigkeit bewegen -> selbst Laufen
• Smart = programmierbar - wenn das ist mache ich das (Zustand)
• Ambient Intelligence = Smartness
• EU-Ziele: Mensch Maschinenkommunikation, ubiquitär, smarte Objekt. “größere Nutzerfreundlichkeit, effizienterer support, user Ermächtigung, Unterstützung von menschlicher Interaktion. Personen werden unsichtbar umgeben sein von intelligenten, intuitiven Schnittstellen die eingebettet in alltägliche Objekte sind und die Umgebung erkennen und auf Anwesenheit von Individuen und Objekten reagieren können.

• Kombination aus Ambient assisted living(/...) und ubiquitous computing, pervasive etc.
• Gruppe am ITM seit 2010
• Infrastruktur, Services und Interaktion in Ambient Spaces
• Ambient Computing ist Kombination vieler Trends, keine neue Technologie

• ambire
  • umhergehen
• erste bekannte Nutzung
  • 1596

• umfassende Atmosphere
  • Umwelt
• erste bekannte Nutzung
  • 1624

• Umgebungslicht
  • natürliches Licht
    • Sonne, Mond, ...
  • künstliches Licht
    • Lampen
• Philips Patent
  • künstliches Licht hinter dem Fernseher -> erweitert das Bild

• Umgebungsverdeckung
• Methode um Schatten für 3d Computergrafiken zu Erzeugen 
  • für realistische Schatten

Brian Eno

Werbung die in der Umgebung integriert ist

• Bushaltestellenhäuschen mit integriertem Bildschirm
• Werbung auf Bierdeckeln
• Uhrenwerbung auf Haltegriffen im Bus
• Werbung in Spiegeln
• ...

1100 v.Chr. in Indonesien

• Rechenhilfsmittel
• quasi erster Ambienter Computer
  • zwar nicht digital
  • mobil
  • neues Interface
  • visuelle Darstellung
• schneller als Taschenrechner
• Erweiterung einer manuellen Fähigkeit
  • Body Extender

• amerikanischer Ingenieur
• Mitglied im Manhattan Projekt
• Erfindung des Memex

• Psychologe und Akustiker
• Begründer des Felds des Computer Interface Designs
• hatte die Idee über Software, die in einem Netzwerk existiert und von dort überall hin migriert werden kann
  • Web Services?!
• Idee für ein "Intergalatisches Netzwerk"
  • Internet!

J.C.R. Licklider

J.C.R. Licklider

• 1925-2013
• beschäftigt im Augmentation Research Center am Stenford Research Institute in Menlo Park
• wollte menschlichen Verstand mit Computern erweitern
• Erfinder von
  • Maus
  • Hypertext
  • Objektadressierung
  • Dynamische Dateiverlinkung
  • Vater der Demos

Douglas Engelbart

Douglas Englebart

Douglas Englebart

Douglas Engelbart

Douglas Engelbart