Ambient Computing

Modul Ambient Computing, Universität zu Lübeck

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Lina Schad

Étudier

Lina Schad

À propos de ce fichier

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.

Cartes-fiches

205

Utilisateurs

Langue

Allemand

Catégorie

Informatique

Niveau

Université

Créé / Mis à jour

01.03.2017 / 13.08.2018

Fichiers de cartes similaires

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!?

Was ist das Internet der Dinge?

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

Was ist Calm Computing?

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

Was ist Organic Computing?

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

Was ist Ambient Intelligence?

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.

Was ist Ambient Computing?

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

Ambient Begriffserklärung

Adjektiv

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

bestehend oder gegenwärtig

Ambient Begriffserklärung

Herkunft

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

ambire
- umhergehen
erste bekannte Nutzung
- 1596

Ambient Begriffserklärung

Nomen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

umfassende Atmosphere
- Umwelt
erste bekannte Nutzung
- 1624

Was ist Ambient Light

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

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

Was ist Ambient Occlusion?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

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

Wer hat Ambient Music "erfunden"?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Brian Eno

Was ist Ambient Media?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Werbung die in der Umgebung integriert ist

Beispiele für Ambient Media

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

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

Wann und wo wurde der Abacus erfunden?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

1100 v.Chr. in Indonesien

Was ist der Abakus?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

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

Wer war Vannevar Bush?

amerikanischer Ingenieur
Mitglied im Manhattan Projekt
Erfindung des Memex

Wer ist J.C.R. Licklider?

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!

Wer hat das Computer Interface Design begründet?

J.C.R. Licklider

Wer hatte die Idee zu einem "intergalaktischen Netzwerk"?

J.C.R. Licklider

Wer war Douglas Engelbart?

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

Wer hat die Maus entwickelt?

Douglas Engelbart

Wer hat den Hypertext entwickelt?

Douglas Englebart

Wer hat die Objektadressierung entwickelt?

Douglas Englebart

Wer hat die dynamische Dateiverlinkung erfunden?

Douglas Engelbart

Wer hat die erste Demo überhaupt gemacht?

Douglas Engelbart

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Cartes-fiches

Wie funktioniert der Service Zugriff bei SmartAssist?

Zugriff sollte auf verschiedenen Geräten möglich sein
besonders mobile Geräte sollten unterstützt sein
ältere Menschen bevorzugen Tablets

Wie ist der Mobile Zugriff bei SmartAssist?

Remote control von Haushaltsgeräten
Interaktion mit (medizinischen) Geräten
Soziale Kommunikationsservices
Positionsdetektion

Was ist Ambient Dynamix?

Offene Systemarchitektur und Community für vereinfachte Entwicklung von ambienten Applikationen

Wie sieht der Gap bei Hybrid Interfaces aus?

Menschen keine Cyberwesen, sondern organische, lebende Organismen
Avatare sind virtuelle Wesen ohne menschliche Intelligenz
materielle Objekte (tangible assets) haben perfekte User Interfaces ohne Verbindung zu digitalen Informationen
digitale Datenobjekte bieten viele Möglichkeiten der Interaktion und Verarbeitung, können aber nicht angefasst werden und sind sich der physischen Umgebung nicht bewusst

Wie könnte der Gap bei Hybrid Interfaces in Bezug auf Menschen geschlossen werden?

Brain Interfaces

Wie könnte der Gap bei Hybrid Interfaces in Bezug auf Avatar geschlossen werden?

Artificial Intelligence

Was ist der Unterschied zwischen traditionellen grafischen User Interfaces (GUI) und Tangible User Interfaces (TUI)?

GUIs verwenden viele menschliche Sinne und die Möglichkeit der Manipulation der physischen Umgebung nicht.

Was nutzen Tangible User Interfaces, das GUIs nicht nutzen?

Vordergrund Interaktionen
- greifbare Objekte und augmented Oberflächen werden genutzt
- nutzt so Tastsinn und den Bewegungssinn aus
ambiente Hintergrundinformationen
- ambientes Licht
- Luftströme
- Wasserbewegung
- alles an der Peripherie der menschlichen Wahrnehmung

Was sind Personal Ambient Displays?

Interaktionen an der Peripherie der menschlichen Wahrnehmung
physische Geräte zeigen Informationen in einer "subtilen, persitenten und privaten Weise"
verschiedene Modalitäten werden genutzt
- Heizung/Klimaanlage
- Bewegungen/Vibrationen
- Formveränderung
- akustische und visuelle Reize
- etc
damit sollen physische Begebenheiten repräsentiert werden
- Aktienmarkt
- Wind
- etc

Was ist das Ziel von Tangible Media?

Die Welt selber soll ein Interface werden

Wie soll die Welt ein Interface werden im Bezug auf Tangible Media?

durch

interaktive Oberflächen
Koppelung von Bits und Atomen
Ambient Media

Was sind interaktive Oberflächen im Sinne von Tangible Media?

Transformierte physische Oberflächen mit genug Platz für ein aktives Interface

Wände
Decken
Arbeitsflächen
Türen
Fenster

Was bedeutet Kopplung von Bits und Atomen im Sinne von Tangible Media?

Nahtlose Kopplung von täglichen Objekten mit ihren jeweiligen digitalen Informationen

Was bedeutet der Begriff Ambient Media im Zusammenhang mit Tangible Media?

Geräusche
Licht
Wind
Wasserbewegung

werden genutzt für die Hintergrundinformationen die an der Peripherie dargestellt werden

Was sind Organic User Interfaces?

Erweitern die GUI, sodass sie eine flexible Form haben

Was für verschiedene Formen der Organic User Interfaces gibt es?

Shaped User Interfaces
Flexible (deformable) User Interfaces
Actuated (kinetic) User Interfaces

Was sind Shaped User Interfaces?

Statische nicht-planare Displays

Kugelförmig
Zylinderförmig
etc

Was sind Flexible (deformable) User Interfaces?

nehmen Input auf durch Shape Deformation

OLED
E-Ink
etc

Was sind Actuated (kinetic)User Interfaces?

Programmierbare, computergesteuerte Formen

Was bedeutet Context-Awareness und was ermöglicht es?

sich der Umgebung bewusst sein und die Informationen die man aus der Umgebung ziehen kann mit zu nutzen
es ermöglicht vernünftigere Entscheidungen zu treffen

Welche Möglichkeiten zur Verbesserung der Mensch-Maschine Kommunikation gibt es?

Verbesserung der Sprache, die Menschen nutzen können um mit Computern zu interagieren
- Natural Interaction Interfaces
  - Unterstützung der natürlichen Interaktionsmuster
    - Sprache
    - Gesten
    - Tangible Interaction
- immer noch sehr explizit
  - der Computer weiß nur was der Nutzer ihm sagt
Erhöhung der Anzahl der situationsbezogenen Informationen
- Kontext

Ubicomp Definition für Context

Kontext ist jede Information die genutzt werden kann um den Zustand einer Entität zu charakterisieren. Eine Entität ist eine Person, ein Ort oder Objekt, dass als relevant für die Interaktion zwischen Nutzer und Anwendung angesehen wird, eingeschlossen den Nutzer und die Anwendung selber.

Was ist SmartAssist?

Eine Plattform zur Unterstützung von sozialen und gesundheitlichen Aspekten für ein altersgerechtes selbstständiges Leben

Was braucht man für Kontextsensitivität zwingend?

Sensoren

Welche Arten von Sensoren kann man für Kontextsensititvität verwenden?

physikalische Sensoren
- Temperatur
- Magnetfeldstärke
- Druck
- ...
virtuelle Sensoren
- indirekte Messungen von abstrakten Daten durch die Kombination von Daten von physikalischen Sensoren und anderen Datenquellen
- Gemütszustand
- Aufgaben
- User Goals

Was ist ein Beispiel für Ubiquitousness?

Elektromotoren sind heutzutage überall um uns herum integriert, ohne das wir es bemerken

Was ist Virual Reality?

Die Realität wird unsichtbar und der Mensch wird in einen (enormen) Computer integriert.

Was ist das Ziel von Virtual Reality?

Eine neue Realität zu erschaffen

Was ist Embodied Virtuality?

Die Computer werden unsichtbar und in die Umgebung integriert

Was ist das Ziel von Embodied Virtuality?

Die existierende Realität zu verbessern

Beispiel für Embodied Virtuality

Philips HomeLab: Spiegel mit integrierten Displays

Was sind die Vorteile von Smartphones?

ein Gerät für viele Funktionen
gut integrierte Services
Kontextsensitiv durch eingebaute Sensoren
Komfortable Eingabe durch Multitouch
Erweiterbar durch Apps

Nenne ein frühes Beispiel für Smart Spaces

EasyLiving (1999-2001) von Microsoft (Computer Vision zur Personenerkennung und visuelle Interaktion, verschiedene Sensoren kombiniert, automatische Kalibrierung der Sensoren)

Nenne ein Beispiel für ein Smart Office

Ambiente (1997-2002) vom Fraunhofer IPSI, Darmstadt

Nenne ein Beispiel für Smart Kitchen

Augmented Reality Kitchen (MIT Media Laboratory)

Nenne einige Funktionen der Augmented Reality Kitchen

Projektionen auf Oberflächen
- Rezepte
- Kühlschrankinhalt
leuchtende Griffe an Schränken
Wasserhähne leuchten je nach Temperatur

Nenne ein Beispiel für Persuasive Interfaces

Augmented Reality in Ambient Assisted Living (Unterstützung von Demenzpatienten beim Kaffeekochen)

Erkläre Persuasive Technology

Software or information Systems designed to reinforce, change or shape attitudes or behaviors or both without using coercion or deception.

Erkläre Persuasion mobility

Persuasion Mobility is the act of persuasive software that is dynamically executing its appropriate strategies in the user environment utilizing available sensors and actors.

Erkläre Ambient persuasion

The use of context-aware, networked devices that enable context-sensitive behavior to deliver persuasive content.

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