Įtikinantis, visapusis kompiuterija

2000 m. Masačusetso technologijos institutas pradėjo ambicingą projektą, skirtą pakeisti pasaulio kompiuterių naudojimą. Senas modelis: dėžė, monitorius ir klaviatūra. Nauja: kompiuteriai tokie pat paplitę ir nematomi kaip oras, kuriuo kvėpuojame. Jie tai pavadino Project Oxygen.

Projekto tikslų apžvalgą ir klausimus bei atsakymus su jo įkūrėjais žr Projektas Oxygen's New Wind .

Dabar, praėjus beveik dvejiems metams, pirmosios technologijos iškeliauja iš laboratorijų. Projekto vadovai – Kompiuterinių mokslų laboratorijos vadovas Victoras Zue, direktoriaus pavaduotojas Anantas Agarwalas ir Dirbtinio intelekto laboratorijos direktorius Rodney Brooksas tvirtina, kad projektas „Deguonis“ yra apie idėją, o ne apie produktus. Tačiau įmonių rėmėjai – tarp jų „Hewlett Packard“, „Nokia“ ir „Philips“ – nekantriai laukia savo rezultatų. Technologijų apžvalga nuėjo į laboratorijas, kad gautų sėkmę iš trijų deguonies aspektų, kurie rodo ypatingą pažadą: Kriketas, vietą žinanti kompiuterinė sistema; „Intelligent Room“ – aukštųjų technologijų biuras, veikiantis kaip vizijos sąsajos tyrimų laboratorija; ir Raw mikroprocesorius – mažos galios, itin programuojamas lustas, skirtas XXI amžiaus delniniams įrenginiams maitinti. Kartu šios technologijos, pasak jų kūrėjų, sukurs kompiuterius visur ir niekur.

Neapdorotas sandoris

Nuo tada, kai 1993 m. Apple pristatė savo Newtoną, delniniai kompiuteriai nuėjo ilgą kelią. Kadaise buvo šiek tiek daugiau nei šlovintas Rolodex, delniniai kompiuteriai šiandien konkuruoja su stalinių kompiuterių našumu ir taikomųjų programų įvairove. Tačiau dėl didesnio greičio ir daugybės specializuotų procesorių jie yra alkani energijos, o akumuliatoriaus veikimo laikas ir toliau yra ribojantis veiksnys. Kad išspręstų energijos problemą, deguonies tyrėjai, vadovaujami Agarwal, kuria lankstesnę, mažiau energijos suvartojančią lustą, kurią jie vadina „Raw Architecture Workstation“ arba „Raw“. Šiandien žmonės kuria pasirinktinius [lustus] vaizdo įrašams, grafikai, tinklų kūrimui ir pan., sako Agarwal. Turime vieną procesorių, kuris gali atlikti visus šiuos dalykus.

Tai ne tik optimizuoja našumą, ypač atliekant tokias užduotis kaip vaizdo įrašų apdorojimas, kuris stringa atmintyje, bet ir taupo energiją, kuri yra esminė bet kurio mažo, baterijomis maitinamo įrenginio funkcija. Ir programuojamumas apima ne tik atskirų funkcijų integravimą. Tai gali atverti įdomių laimėjimų tokiose srityse kaip programinės įrangos radijas, kurios gali lengvai perjungti kelis korinio ryšio protokolus.

Padarius duomenų kelius labai programuojamus, „Raw“ išvengia centralizuotų atminties ir registrų sistemų. Įprastame procesoriuje gali tekti perkelti duomenų dalį. Tačiau naudojant „Raw“ jis eina tiesiai ten, kur noriu, sako Agarwal.

Neapdorota architektūra primena plytelių tinklą, kurių kiekvienoje yra nurodymų, jungiklio nurodymų, duomenų atminties, loginių vienetų, registrų ir programuojamo jungiklio funkcijų. Mes daug dėmesio skiriame sujungimui, laidams, sako Agarwal. Jei programinės įrangos sąsają atskleidžiate, galite tinkinti duomenų srautą per lustą. Galite organizuoti duomenų srautą. Dabar mano programinė įranga gali suderinti aparatinę įrangą su programa.

Oxygen delninio kompiuterio prototipas Handy 21 naudoja kamerą (viršuje) veido atpažinimui.

Pirmasis įrenginys, kurį maitins lustas, bus Oxygen modelio delninis nešiojamasis kompiuteris, vadinamas Handy 21. Prototype Handys integruoja balso atpažinimo, belaidžio ryšio ir vaizdo energijos reikalaujančias programas, kurioms būtų naudingas „Raw“ viskas viename dizainas. „Raw“ procesoriaus prototipas, kuriamas kartu su „IBM Microelectronics“, turėtų pasirodyti kažkada šiais metais.

Kriketas čirškia

„Project Oxygen“ mokslininkai mano, kad mobilusis kompiuteris gali būti naudingesnis, jei žino, kur jis yra ir kas yra aplink jį. Įeikite į Cricket Indoor Location System – belaidžių siųstuvų tinklą, teikiantį mobiliesiems įrenginiams, pvz., Handy 21s, informaciją apie jų fizinę vietą, kurią jie gali naudoti norėdami rasti statinius įrenginius, pvz., spausdintuvus ar išėjimus, taip pat kitus žmones.

Vietos stebėjimas šiuo metu yra aktuali tema, atsižvelgiant į Federalinės ryšių komisijos patobulintus 911 reikalavimus, pagal kuriuos iki 2005 m. pabaigos 95 procentai visų mobiliųjų telefonų turi turėti automatinio vietos nustatymo technologiją, tokią kaip pasaulinė padėties nustatymo sistema.

Pasak LCS docento Hari Balakrishnan, tikslas yra sukurti patalpų alternatyvą palydoviniam GPS sekimui, kuris retai veikia pastatų viduje ir dažnai sugenda lauke, šalia aukštų pastatų.

Pastatų viduje daugiatakiai ir magnetiniai trukdžiai sutrikdo tradicinius vietos nustatymo įrenginius. Balakrishnanas sako, kad ką nors dirbti patalpoje yra ypač sunku. Mūsų tikslas yra gauti kelių centimetrų linijinius atstumus, kad galėtumėte pasakyti, kur esate per pėdą.

Kriketo gudrybė yra tai, kad kiekvienas švyturys nuolat perduoda du signalus: vieną radijo ir vieną ultragarso signalą. Kadangi radijo užtrauktukai šviesos greičiu, o ultragarso impulsai sklinda garso greičiu, programinė įranga Cricket, valdanti klausymosi įrenginį, įmontuotą į aparatinę įrangą, gali apskaičiuoti laiko skirtumą tarp jų, kad nustatytų vietą. Taigi, jei yra dešimties milisekundžių tarpas, esate maždaug dešimties pėdų atstumu, sako Balakrishnanas.

Nebrangūs, baterijomis maitinami kriketo švyturiai gali būti greitai trinktelėti ant lubų be kalibravimo, todėl juos galima lengvai keisti. Jie išdėstyti taip, kad bet kuris klausymosi įrenginys vienu metu galėtų priimti signalus iš trijų ar keturių įrenginių, kad būtų galima tiksliau nustatyti padėtį. Svirplių švyturiai taip pat gali siųsti kitą informaciją, išskyrus vietos koordinates, pavyzdžiui, perduodant pagrindinių išteklių tapatybę, kuri priklauso jo kompetencijai.

Deguonies komanda taip pat kuria kriketo kompaso prototipą, kuris gali nustatyti, kuria kryptimi yra nukreiptas klausymosi įrenginys. Kiekviename klausymosi aparate įrengus kelis ultragarso imtuvus, esančius labai arti vienas kito, jie gali palyginti minučių skirtumus tarp priėmimo laiko ir taip nustatyti orientaciją. Ši galimybė gali padėti nukreipti kompiuterį siųsti informaciją į artimiausią ekraną arba pagerinti informacines ir pardavimo vietos programas. Pavyzdžiui, pirkėjai gali nukreipti ranką į parduotuvės ekraną, kad sužinotų apie netoliese esančius išpardavimus, arba muziejaus lankytojai galėtų atsisiųsti informaciją apie netoliese esantį eksponatą. Kriketas nėra susietas su tam tikru radijo dažniu, o Balakrishnanas sako, kad jie gali pereiti prie „Bluetooth“, jei technologija įsigalios. Jautrūs Kriketo didžiojo brolio potekstei, mokslininkai taip pat kuria sudėtingas vartotojų privatumo apsaugos priemones.

Didžiausią kriketo poveikį gali turėti įterptosios sistemos, kurios seka ne žmones biure, o dalis per sandėlį. Tiesą sakant, Balakrishnano grupė eksperimentuoja su laidine biblioteka, kurioje kiekvienoje knygoje yra radijo žyma, sekama į kriketą panašia sistema. Geresnis prekių sekimas jų gamybos ir pristatymo metu galėtų sutaupyti milijardus vagysčių, nuostolių ir neefektyvumo, kartu išvengiant privatumo rūpesčių, susijusių su žmonių sekimu.

Išmanusis kambarys

Jei, kaip siūlo LCS direktorius Victoras Zue, Project Oxygen yra didelė žaidimų aikštelė, tai „Intelligent Room“ yra puiki nauja džiunglių sporto salė viduryje. Kambaryje vyksta įvairūs projektai, kuriuose nagrinėjami nauji bendradarbiavimo įrankiai ir garso / vaizdo sąsajos. Deguonies srityje Dirbtinio intelekto laboratorija daugiausia dėmesio skiria balso ir regos atpažinimo technologijoms, kurios padės sukurti Oxygen's Enviro 21 – kambario valdymo įrenginį, leidžiantį vartotojams natūraliai bendrauti su kompiuteriu.

Iš pirmo žvilgsnio „Intelligent Room“ atrodo kaip įprasta posėdžių salė, nors ant sienos yra daugybė kompiuterio projektuojamų tiesioginių lentų ekranų. Su ekranais bendraujate balsu, lengvu rašikliu, gestais arba, jei visa kita nepavyksta, jutikliniu skydeliu. Lubose yra 32 mikrofonai, dvi standartinės vaizdo kameros ir dvi stereoskopinės vaizdo kameros.

Pagrindinis tikslas yra pagerinti ryšį tarp mikrofonų ir kamerų, kad kompiuteris galėtų nustatyti, į ką atkreipti dėmesį. Garsiakalbių atpažinimo užduotis yra svarbi tiek valdant vaizdo konferencijas, tiek leidžiant kompiuteriui reaguoti į vartotojo komandas nesupainiojus. Galiausiai tokie ryšiai, organizuojami naudojant naujovišką „Oxygen“ tinklo programinę įrangą „Metaglue“, taip pat padės kompiuteriui pritaikyti atsakymus kiekvienam asmeniui.

Tradicinėse regėjimo sistemose yra monofoninės kameros, kurios bando aptikti objektus išgaudamos iš anksto įrašytą foną, tačiau pakeitus apšvietimą fotoaparatas apgaudinėjamas, sako Krzysztofas ​​Gajosas, A.I. Laboratorijos mokslininkas ir intelektualaus kambario techninis direktorius. Su stereo kameromis galime įrašyti ne tik fono vaizdą, bet ir fono formą. Jis daug tvirtesnis.

Deguonis taip pat domisi tuo, ką žmonės žiūri, pavyzdžiui, kad padėtų kompiuteriui nuspręsti, kuriuos ekranus naudoti optimaliam žiūrėjimui. Programinė įranga seka, kaip vartotojas žiūri, derindama veido atpažinimo programinę įrangą su stereo kameros teikiama 3D informacija. Norėdami nustatyti orientaciją, galvos atramos algoritmas nustato, kaip judesio metu keičiasi veido bruožai. Be kitų programų, mokslininkai tikisi sumontuoti sekimo sistemą ant robotų, kad pagerintų navigaciją.

Tyrėjas Haroldas Foxas pademonstravo SAM – animuotą kompiuterio ekraną, rodantį įvairias emocijas, kad atskleistų savo būseną. Užuot prieš komandas sakydamas „kompiuteris“, o tai gali būti paini susitikimuose, vartotojas tiesiog žiūri į grafiką, o „Fox“ prototipas moka klausytis. Kai vartotojas žiūri į šalį, SAM išsijungia.

Ar SAM, Cricket ar Raw kada nors atsidurs konferencijų salėse, koridoriuose ir delniniuose kompiuteriuose kasdieniame versle – klausimas, į kurį nebus atsakyta daugelį metų. Tačiau vienas dalykas yra aiškus: koncepcijos, kurias jie įkvepia, neabejotinai tiks.

paslėpti