Ambient Computing

Modul Ambient Computing, Universität zu Lübeck

Modul Ambient Computing, Universität zu Lübeck


Lina Schad
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über das Thema Ambient Computing auf Universitätsniveau. Sie behandeln zentrale Konzepte wie Ambient Intelligence, Ubiquitous Computing und Embedded Computing, sowie deren Anwendungen und Technologien. Die Karteikarten eignen sich für Studierende und Forscher, die sich mit der Integration von Technologie in den Alltag und die Interaktion zwischen Mensch und Maschine auseinandersetzen.
Flashcards
205
Students
5
Language
German
Category
Computer Science
Level
University
Created / Updated
01.03.2017 / 13.08.2018

Flashcards

Nenne ein Beispiel für Smart Building

  • Smart Brick
    • Ziegelstein
    • um Gebäudezustand zu messen
    • kann
      • Temperatur
      • Druck
      • Beschleunigung
      • etc.
      • messen,
    • z.B.nützlich für Feuerwehreinsätze
  • iBastProject zur Messung von Brückenzuständen

Nenne Anwendungsbereiche und Beispiele für Smart Home

  • Automatisierung/Komfort (Staubsaugerroboter)
  • Energiemanagement (automatische Heizung und Beleuchtung)
  • Sicherheit
    • automatische Alarmanlagen
    • smarte Zugangssysteme
    • remote-Kontrollmöglichkeiten
    • Gesundheit (Telemedizin)
    • etc.

Erläutere die Idee der Dymaxion Dwelling Mashine

  • Buckminster Fuller (1927)
  • Idee
    • energieeffizientes Haus
    • verschiebbare Wände und Möbel
    • automatische Klimaanlage
    • transportabel via Helikopter
    • Preis eines Autos

Nenne Beispiele für Smart Home Beispiele

  • Zenith Space Control
    • erste Funkfernbedienung
  • Philipps Hue
    • Farb-LED-Beleuchtungssystem mit Sprachsteuerung
  • Smart Light Bulb
    • Lampe mit Lautsprecher
  • Awox Aromalight
    • Lampe mit Geruchsgenerator
  • Be-on-Home
    • Lampe simuliert bewohntes Haus, um Einbrecher abzuschrecken
  • adaptive house
  • aware home

Augmented Reality an Haushaltsgeräten

Intelligent Mirror, InfoLight, Hilfe zum Wassersparen, Anzeigen der Wassertemperatur als Farbe

Nenne Beispiele für Smart Furnitures

  • The Breakfast Tray(Philips)
    • weiche Unterseite zum bequemen Abstellen
    • Magneten verhindern Herunterfallen von Teller und Tassen
    • Heizung für Kaffee und Kühlung für Orangensaft
    • Bildschirm zum Zeitung lesen
  • Nebula(Philips)
    • Projektionssystem für die Decke
      • Wolken
      • Nachrichten
      • etc.
  • Q4 Plugged
    • Couch mit modularen Erweiterungsmöglichkeiten
      • Lautsprecher
      • Projektoren
      • etc.

Smart Museum?

HolstenTour (Kiosk, Tour Selection, Mobile Tour) als Webinhalte

Erläutere Smart City

  • Herausforderungen durch Verstädterung:
    • Verkehrschaos
    • Energieversorgung
    • Umweltverschmutzung.
  • Stadt als Computer
    • Sensoren (Kameras) und Aktoren (Ampeln)
    • Beispiel
      • SmartSantander (Traffic Management, Parkplatzmanagement)
      • SmartCiRCLe (Smart City Research Center Lübeck)
      • Sound of the City (Schraders tolles Projekt)

Erkläre top-down und bottom-up Ansatz

Top-Down (Bausatz aus fertigen Produkten, aus denen etwas zusammengesetzt wird) vs. bottom-up (einzelne Bauteile auf einer Basisplattform)

Was sind die Nachteile von Smartphones?

  • einfache Nutzung, aber komplexe Entwicklung
  • weniger ergonomisch und geringere Qualität als geeignet wäre
  • Batterieprobleme
  • anfällig gegenüber Viren, Trojanern, etc
  • hohe Kosten
  • Hardware nicht erweiterbar 

Welche nicht-technischen Herausforderungen gibt es? (ELSI)

  • Legalität
  • Datensicherheit/Privatspähre
  • Finanzierung
  • Nachhaltigkeit
  • Ethische/Soziale Konsequenzen
  • Nutzerakzeptanz

Legalität

  • Darf es überall benutzt/eingesetzt werden?
  • In Deutschland gilt das Recht auf Entfaltung der Persönlichkeit und die körperliche Unversehrheit
    • außer diese werden durch andere Gesetze eingeschränkt
    • z.B. Bluttests bei Straftaten

Was sind die drei Aspekte von Datensicherheit?

  • Vertraulichkeit
    • Information darf nicht an unauthorisierte Entitäten gehen
  • Integrität
    • Informationen dürfen nicht unauthorisiert verändert werden
  • Verfügbarkeit
    • Service darf authorisierten Entitäten nicht verweigert werden

Physische Sicherheit

Wie stellt man Integrität des Körpers bei ambienten Mensch-Maschine Interaktion sicher?

Wie kann die Privatsphäre eingeschränkt werden?

  • absichtliche Überwachung, dem Überwachten bekannt
    • z.B. Kameraüberwachung in London - soll Straftaten verhindern
  • absichtliche Überwachung, dem Überwachten nicht bekannt
    • z.B. “Lauschangriff im Kinderzimmer” Kameras und Mikrophone in Spielzeug
  • unabsichtliche Überwachung
    • z.B. Panoramakameras auf Gebäuden/Bergen

Was ist das Monitoring Dilemma?

  • Intention von AAL ist Benutzer zu beobachten und wenn nötig zu unterstützen, ABER Nebeneffekt ist Überwachung
  • Lösungsansätze
    • Soziale Filter
    • Cryptographie?

Welche Probleme gibt es in Bezug auf Nachhaltigkeit?

  • Ruinieren wir unseren Planet?
  • Kinderarbeit in Erzmienen
  • Export von elektronischem Abfall in 3. Welt

Ethische und soziale Konsequenzen

  • “Unterhaltungsindustrie ist Hilfsmittel um uns selbst zu vergessen”
  • steigender Verlust von Autonomie durch smarte Geräte
  • Technologie verändert unsere Normen geselschafftlichen Benehmens -> Aufnehmen des Moments ist wichtiger als ihn zu erleben/genießen
  • Ignoranz

Was ist Intelligenz?

  • Potential Fähigkeit zu lernen
  • Kognitive Fähigkeiten
  • entweder angeboren (Mensch) oder implementiert (Maschine)

Was ist Smartness?

  • Zustand
  • Fähigkeit zu reagieren/handeln
  • Ergebnis eines Lernprozesses
  • antrainiert (Mensch) oder programmiert/erlernt (Maschine)

Was ist Autonome Assistenz?

  • Smarte Umgebung
  • Vorteile
    • hohe Präzision
    • mächtige Software
    • optimale Netzwerke
    • optimierte Schnittstellen
  • Nachteile
    • Intransparent (BigBrother)
    • hoher Anspruch an Ausstattung

Was ist assistierte Autonomie?

  • Smarter Nutzer
  • Vorteile
    • Einfache und bezahlbare Infrastruktur
    • User behält Kontrolle
    • Transparente Aktivitäten
  • Nachteile
    • eingeschränkte Performanz
    • eingeschränkte Energieversorgung
    • eingeschränkte Interaktionsschemen

Was ist Systemintelligenz?

  • Kontext-bewusst Personalisiert
  • Adaptiv
  • Anticipative

Was ist soziale Intelligenz?

  • sozial
  • empathisch
  • bewusst

Was hat J.C.R. Licklider erfunden/entwickelt?

  • 1960
  • Computer Interface Design ‘Man-Computer Symbiosis’ Paper, point and click interfaces
  • digitale Bibliotheken
  • e- commerce
  • online banking
  • web services (online software)
  • intergalactic network (heutiges Internet)

Was hat Douglas Englebart erfunden/entwickelt?

  • 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

Was hat Myron Krueger erfunden/entwickelt?

  • 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

Was ist Mobile Computing?

  • 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)

Was sind Vor- und Nachteile der Konvergenz der Funktionen?

  • 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

Was ist pervasive Computing?

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

Was ist Embedded Computing?

  • 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

Was ist Wearable Computing?

  • 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)

Was ist Ubiquitous Computing?

  • 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”

Was Probleme des Ubiquitous Computing?

  • 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

Was ist Invisible Computing?

  • 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

Was wird bei Invisible Computing kritisiert?

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

Was ist Unremarkable Computing?

  • 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

Was ist Disappearing Computing?

  • 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

Wofür werden Sensor Knoten verwendet?

  • 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

Was ist Smart Dust?

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

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