Интеллектуальная среда - Intelligent environment

Интеллектуальная среда (IE) являются пространствами с встроенные системы и информационные и коммуникационные технологии создание интерактивных пространств, которые привносят вычисления в физический мир и улучшают впечатления пассажиров.[1] «Интеллектуальные среды - это пространства, в которых вычисления беспрепятственно используются для улучшения повседневной деятельности. Одна из движущих сил растущего интереса к высоко интерактивным средам - ​​сделать компьютеры не только действительно удобными для пользователя, но и практически невидимыми для пользователя».[2]

IE описывают физическую среду, в которой исчезают информационные и коммуникационные технологии и сенсорные системы, поскольку они встраиваются в физические объекты, инфраструктуры и окружающую среду, в которой мы живем, путешествуем и работаем. Цель здесь состоит в том, чтобы позволить компьютерам участвовать в деятельности, в которой ранее не участвовали, и позволить людям взаимодействовать с компьютером с помощью жестов, голос, движение и контекст.[3]

Происхождение

Концептуальная фигура интеллектуального пространства (Дж .- Х. Ли и Х. Хашимото)

Идея искусственного интеллекта, способного управлять средой, собирать данные и, как следствие, реагировать на них, старше, чем мы могли ожидать. В романе 2001: Космическая одиссея с 1968 года, задолго до революция микрокомпьютеров, у вас есть вымышленный персонаж HAL 9000, компьютер, способный управлять различными датчиками и системами окружающей среды и использовать их как собственные расширения. Персонаж Протей из романа 1973 года Семя Демона также отображает те же характеристики искусственного интеллекта, управляющего встроенной средой. К тому времени, когда были выпущены эти два романа, идея о компьютере, управляющем окружающей нас средой, не была широко принята сообществом, поскольку оба персонажа играли роль злых машин, единственная цель которых заключалась в контроле над людьми.[4]

Термин «Интеллектуальная среда» - это концепция и выражение, первоначально созданное Питером Дрогем для его одноименной публикации Elsevier 1997 года, проекта, который начался в 1986 году: Интеллектуальные среды - пространственные аспекты информационной революции. https://www.sciencedirect.com/book/9780444823328/intelligent-environments. Проект 1986 года был его победным участником конкурса Campus City Kawasaki в Японии, который стремился применить преимущества информационных технологий и передовых телекоммуникаций ко всему городу, его социальным возможностям, трансиндустриальному процветанию и, прежде всего, его защите окружающей среды.

Только в 1991 году с введением повсеместные вычисления к Марк Вайзер когда мы начинаем видеть склонность научного сообщества к изучению области вычислений за пределами типичной машины с клавиатурой и экраном. Это стало чем-то, что потенциально может быть реализовано во всем, что нас окружает, предлагая случайный доступ к вычислениям любому пользователю. В 1996 г. лаборатория Хашимото в Токийский университет разработал первые исследования интеллектуальных пространств. Ж.-Х. Ли и Х. Хашимото спроектировали комнату с самодельным датчиком трехмерного слежения и мобильными роботами, подключенными к сети. Идея заключалась в том, чтобы роботы поддерживали человека в комнате с различными задачами с помощью камер видеонаблюдения и компьютерных наборов, став одной из первых интеллектуальных сред.[4]

Сначала интеллектуальные пространства создавались с единственной целью - помочь людям с физическими задачами. Роботы, встроенные в комнату, помогут людям захватывать предметы, а также поддержат людей с ограниченными возможностями при выполнении определенных работ. Эта идея начала превращаться в нашу сегодняшнюю концепцию интеллектуальной среды, не только среды для поддержки людей, но и роботов. Интеллектуальное пространство стало платформой, которая расширяет цензуру всего, что с ним связано. Если мы начнем разрабатывать продукты, будь то программное обеспечение или оборудование, в этой интеллектуальной среде, усилия, необходимые для выполнения всех видов задач, будут значительно сокращены.[4]

Вызовы

Практическое внедрение интеллектуальных сред предполагает решение многих задач. Повсеместные вычисления Системы, встроенные в IE, должны быть проактивными, и для достижения этой цели крайне важно, чтобы системы могли отслеживать и определять намерения пользователей. Проблема здесь в том, чтобы найти то действие, которое якобы поможет пользователю, а не помешает ему. На данный момент алгоритмы, лежащие в основе интеллектуальной среды, постоянно дорабатываются простым методом проб и ошибок в искусственных средах. Только когда программист сможет увидеть достаточно точный уровень прогноза, чтобы продукт стал коммерческим. Степень точности интеллектуальной среды зависит от задачи, которую они хотят выполнить. Некоторые простые действия, которые существенно не влияют на пользователя, могут допускать больше ошибок в прогнозах, чем другие функции, которые несут большую ответственность. Тем не менее, всегда есть действия, которые IE не может полностью спрогнозировать и для выполнения которых требуется ввод данных со стороны пользователя. Одной из наиболее серьезных проблем на данный момент является определение тех действий, которые требуются для пользовательского ввода, и способов создания алгоритмов, способных исключить этот ввод, чтобы повысить удобство использования систем. [5]

С другой стороны, к проактивности таких сред необходимо относиться очень осторожно. Предполагается, что всеобъемлющие вычислительные системы должны быть минимально навязчивыми и в то же время быть способны принимать решения, которые помогут пользователям. Один из способов добиться этого - сделать эти системы способными изменять свое поведение в зависимости от состояния пользователя и окружения. Здесь снова возникают некоторые проблемы: какие данные и информация необходимы системе, чтобы учитывать контекст? Как часто следует оценивать эту информацию и обращаться к ней, чтобы не снизить производительность системы? Цель состоит в том, чтобы создать IE, способный быстро и точно реагировать на потребности и вводимые пользователем данные, чтобы датчики не регистрировали информацию, которая не поможет алгоритмам правильно реагировать на происходящее. Распознавание важных данных и фильтрация среды для поиска подходящего места для их получения - большая проблема.[5]

Для широко распространенных компьютерных систем критически важно найти нужный уровень активности и прозрачности, не раздражая пользователя. Системы могут сделать вывод о потребностях пользователя в проактивности на основе его уровня знаний в конкретной задаче. Самонастройка может иметь решающее значение для достижения этой цели.

Как указывает Конференция по интеллектуальным средам (2007 г.): «Типы интеллектуальных сред варьируются от частных до общедоступных и от фиксированных до мобильных; некоторые из них эфемерны, а другие - постоянны; некоторые меняют тип в течение своей жизни. Реализация интеллектуальных сред требует конвергенции различных дисциплин: информатика и компьютерные науки, архитектура, инженерия материалов, искусственный интеллект, социология и дизайн. Кроме того, требуются технические прорывы в ключевых областях технологий, таких как микроэлектроника (например, миниатюризация, энергопотребление), коммуникационные и сетевые технологии. (например, широкополосные и беспроводные сети), умные материалы (например, биоимплантаты) и интеллектуальные агенты (например, понимание контекста) ". Правильная интеграция всех этих компонентов имеет решающее значение для разработки полезного IE.[6]

Приложения

Бизнес

Одно из основных направлений, которое окажет значительное влияние на появление IE, - это деловые отношения. То, как компании взаимодействуют друг с другом и с людьми, пострадает больше всего. Их отношения станут более динамичными и должны подчеркивать более гибкий подход к бизнесу, пытаясь адаптироваться к постоянно меняющейся коммерческой среде. Такая гибкость также должна отражаться на их сотрудниках и их рабочей среде. Даже сегодня компании, продемонстрировавшие значительный уровень гибкости в своей рабочей среде и в отношениях со своими сотрудниками (как Microsoft или же Google ) имеют повышенный уровень производительности и удержания сотрудников.[7]

Еще одна важная проблема, которую компании должны учитывать в эпоху IE, - это подход к конфиденциальности своих клиентов. Успех этих будущих компаний будет в значительной степени зависеть от того, насколько люди будут чувствовать себя более уверенными в использовании своей личной информации. Еще одним важным ключом к успеху этих перспективных предприятий будет предоставление конечному пользователю возможности контролировать то, как системы IE принимают решения. Дружественные пользовательские конфигурации должны позволить им контролировать эти системы, но в настоящее время это одна из самых больших проблем для системные инженеры.

Досуг

С момента создания IE появились новые способы развлечения. В музеях было проведено несколько экспериментов, в которых эта технология используется для создания более интерактивного опыта, позволяющего посетителям не только познавать историю глазами, но и чувствовать ее всеми органами чувств. От использования звуков и света, которые адаптируются к представленной экспозиции, до включения запахов, которые определяют уникальную среду, есть бесконечные возможности для применения IE в такого рода развлечениях.[8]

Ту же концепцию можно использовать не только для улучшения существующих впечатлений от досуга, но и для создания новых. Художественное выражение оказало значительное влияние на это, поскольку мы увидели новые формы искусства, использующие Искусственный интеллект и IE. Взять, к примеру, работу художника Крис Милк где вы можете увидеть реализацию иммерсивных инсталляций, которые заставляют пользователя не только ценить произведение искусства, но и быть его частью. Одно из его самых важных произведений искусства, «Предательство святилища», использует проекции тел пользователей на разных экранах, чтобы исследовать творческий процесс с помощью созданных цифровых птиц. Этот вид искусства требует взаимодействия пользователя.[9][8]

Здравоохранение

Одно из наиболее важных приложений интеллектуальных сред находится в Индустрия здравоохранения. Вы можете использовать IE в палатах больницы, чтобы контролировать состояние пациентов, даже не замечая пациента, что приводит к меньшему беспокойству для тех пациентов, которые нуждаются в чрезвычайном количестве отдыха, и меньшим усилиям медсестер, которым больше не требуется регулярно проверять пациентов. . Эта технология может существенно изменить способ проектирования больниц и клиник, поскольку медсестры могут более эффективно использовать свое время, обслуживая пациентов с критическими потребностями, не оставляя других пациентов под присмотром интеллектуальных палат. Эти уникальные установки больше не будут контролировать здоровье пациента и уведомлять медсестер, но их также можно запрограммировать на взаимодействие с ними в профилактических целях, вводя определенные лекарства или напрямую доставляя пищу, когда это необходимо.[8]

Уход за ослабленными пожилыми пациентами может кардинально измениться в будущем с использованием ИЭ. Внедряя эту технологию в их собственные дома, мы сможем наблюдать за пациентом из любого места, где бы мы ни находились, без необходимости доставлять его в больницы или клиники для надлежащего ухода. Это может превратить практически любой дом в умный уход в доме престарелых, позволяя семьям сэкономить много денег за счет значительного снижения стоимости ухода.[8]

Реагирования на чрезвычайные ситуации

Предотвращение - лучший способ бороться с возможной проблемой, и нет лучшего способа сделать это, чем сбор информации до проблемного события, который помогает нам узнать, когда оно произойдет. IE предоставит идеальный способ сбора данных, необходимых для прогнозирования опасностей и возможных проблем в будущем. Если мы внедряем IE в наших домах, он может уведомить, например, пожарную охрану, если пожар вот-вот случится, а мы даже не заметим этого, или полицейское управление, если подозрительная активность будет обнаружена в непосредственной близости от наших домов. В лучшем случае событие не произошло бы, поскольку IE поможет нам провести диагностику среды, в которой оно реализовано, чтобы мы могли атаковать возможные проблемы задолго до того, как это произойдет. Это существенно улучшит условия жизни в городах и окажет существенное экономическое воздействие, поскольку будет происходить менее опасные события, что предотвратит материальный ущерб.[8]

Мониторинг окружающей среды

Интеллектуальная среда поможет нам монитор различных природных сред с гораздо большей точностью и детализацией, чем используемые в настоящее время методы. Имея доступ к более обширным и значимым данным, это не только поможет нам контролировать окружающую среду на предмет возможных опасностей, но также изменит способ ее понимания, заставив нас улучшить текущие теории и модели экологических процессов. На сегодняшний день эта технология используется для изучения таких явлений, как береговая эрозия, наводнения и движение ледников. Мы очень мало знаем о причинах многих природных процессов, которые в настоящее время влияют на нас, и наличие более точных и точных данных значительно улучшит способы решения этих проблем, так что мы не только сделаем людей более экологически чистыми, но и улучшим здоровье людей. Наша планета.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аугусто, Хуан С; Каллаган, Вик (2013). «Интеллектуальная среда: манифест» (PDF). Человекоцентрические вычисления и информационные науки. 3: 12. Дои:10.1186/2192-1962-3-12. S2CID  4221143.
  2. ^ Стивентон А. и Райт С. (редакторы) (2006) Интеллектуальные пространства: применение повсеместных ИКТ, Springer-Verlag.
  3. ^ «Конференция по интеллектуальным средам».
  4. ^ а б c Ли, Джу-Хо; Хасимото, Хидеки (2002). «Интеллектуальное пространство - понятие и содержание». Продвинутая робототехника. 16 (3): 265–280. Дои:10.1163/156855302760121936. ISSN  0169-1864. S2CID  207629201.
  5. ^ а б Сатьянараянан, М. (2001). «Pervasive Computing: Vision and Challenges». Личные сообщения IEEE. 8 (4): 10–17. Дои:10.1109/98.943998.
  6. ^ Конференция по интеллектуальным средам (2007 г.)
  7. ^ Стивентон, Алан; Райт, Стив (30 мая 2010 г.). Интеллектуальные пространства: применение повсеместных ИКТ. Springer Science & Business Media. ISBN  9781846284298.
  8. ^ а б c d е ж Райт, S; Стивентон, А (2004). «Интеллектуальные пространства - видение, возможности и препятствия». Журнал BT Technology. 22 (3): 15–26. Дои:10.1023 / b: bttj.0000047116.13540.e0. ISSN  1358-3948. S2CID  62538246.
  9. ^ «Искусство в эпоху искусственного интеллекта: как технологии меняют наше творчество». Singularity Hub. 2017-02-06. Получено 2018-11-28.

внешняя ссылка