Ambient Computing
Modul Ambient Computing, Universität zu Lübeck
Modul Ambient Computing, Universität zu Lübeck
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Cartes-fiches
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
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.
- Projektionssystem für die Decke
- Q4 Plugged
- Couch mit modularen Erweiterungsmöglichkeiten
- Lautsprecher
- Projektoren
- etc.
- Couch mit modularen Erweiterungsmöglichkeiten
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)
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
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
- Mobile Computing
- “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!?