Носимые компьютеры: прошлое, настоящее, будущее

Об этом мечтали все хакеры восьмидесятых и начала девяностых. Крошечный вычислительный блок на поясе, очки с LCD-экранами вместо стекол, миниатюрный пульт управления или модуль распознавания речи... Мечта киберпанка — постоянно быть онлайн, свободно ориентироваться в информационных потоках. Казалось, что вот еще немного, еще чуть-чуть, и рубеж будет перейден, общество станет виртуализировано настолько, что границы реальности рухнут и человечество станет иным! Надо только сделать матрицы высокого разрешения, процессоры с низким энергопотреблением, и...

С места в карьер

Итак, новые технологии и всевозможные IT-разработки стали достоянием широкой общественности. Современный мобильный телефон умещается на ладони и скрывает в себе больше вычислительной мощности, чем «шкафы» эпохи ассемблера и ПЛ/1. Органические дисплеи позволяют получить четкую и яркую картинку. Информация путешествует «по воздуху», а доступ в cеть можно получить практически из любой точки мира. Технологии появились, а улицы так и не заполнились техногиками, облаченными в латы из солнечных батарей. Отчего так?

Понятие «носимый компьютер» на самом деле очень расплывчато. Большинство обозревателей считает, что первым устройством этой категории стал аналоговый вычислитель, сконструированный в 1961 г. Клодом Шенноном и Эдвардом Торпом — он предназначался для мошенничества в казино. С помощью микропереключателей в ботинке можно было указать машинке скорость вращения колеса, а результаты расчетов получать через наушник.

Носимый компьютер Xybernaut Poma

В конце шестидесятых начали появляться машинки, помогающие слабо видящим или слепым — они предназначались для перевода цветовой информации в тактильные ощущения. Были разработаны особые устройства для глухих и слабослышащих — они помогали читать по губам, подсвечивая светодиод на «взрывных» согласных (распознавание с помощью примитивного частотного анализа). Все эти хитроумные приспособления не получили широкого распространения прежде всего из-за невысокой надежности и несовершенства конструкции.

А самый первый многофункциональный носимый компьютер был создан Стивом Манном в 1981 г. Он базировался на 8-битном процессоре 6502, система помещалась в сравнительно небольшом рюкзаке, а для вывода информации использовался 40-строчный CRT-дисплей, который крепился на голову.

Эта система завоевала широкую популярность — энтузиасты лихорадочно клепали подобные компьютеры — перечисление всех модификаций заняло бы несколько страниц. В 1989 г. CRT-дисплеи в конце концов уступили место LCD. Появился термин augmented reality (в переводе с английского — «дополненная реальность»). Теперь цифровые данные занимали лишь малую часть поля зрения. В 1991 г. примитивные системы ввода были заменены относительно полноценными аккордовыми клавиатурами, позволившими управлять носимым компьютером «почти как настоящим».

Эти концепции пришлись по душе многим. В первую очередь на нее обратили внимание ученые, геологи, военные и инженеры. В некоторых высокоразвитых странах начали внедрять программы компьютерного оснащения спецслужб — так появились военные и полицейские носимые компьютеры. В дальнейшем планировалось внедрить подобные устройства в больницах, на атомных электростанциях и в рыболовецких хозяйствах.

Концепция переносного компьютера

Основные принципы были сформулированы Стивом Манном. Он предусмотрел все, что нужно для создания настоящего «компьютера будущего». Итак, устройство должно:

  • не захватывать внимание носителя целиком. У человека должна быть возможность одновременно наблюдать цифровые данные и окружающий мир
  • не ограничивать иную неинформационную деятельность носителя (то есть не мешать ему во время бега, плавания или прыжков с парашютом)
  • всегда быть в поле зрения
  • всегда быть под контролем пользователя. Человек должен иметь возможность прервать или сменить задачу, перезагрузить устройство и т.п.
  • быть внимательным к окружающей среде и адекватно реагировать на изменение внешних условий
  • соединяться с другими носимыми компьютерами и точками взаимодействия (простейший пример — показывать координаты ближайшего киоска с мороженым, оснащенного системой позиционирования)
  • оперативно реагировать на действия пользователя
  • быть по-настоящему персональным, а это значит — незаметным, неснимаемым и защищенным. Над компьютером не должен получить контроль никто, кроме его носителя
Блеск и нищета

Технических возможностей для разработки носимых компьютеров предостаточно. К примеру, сейчас цветные микродисплеи с разрешением до 640x480 стоят менее $50, а с приходом на рынок дисплеев на основе органических светодиодов или «электронной бумаги» их цена еще снизится. Микросхемы SoC (System оn a Chip — «система на чипе») стоят $9-10 долларов, и при этом позволяют объединить основные узлы полноценного персонального компьютера в одном кристалле полупроводника. DRAM- и FLASH-память также довольно дешевы. Так что если подсчитать среднюю стоимость носимого компьютера, то среднее по функциональности, но все же вполне приемлемое устройство обойдется не дороже $200. Заманчиво, не правда ли?

На практике все гораздо сложнее. Так, например, продукция компании Xybernaut — самого известного производителя носимых компьютеров — стоит не дешевле $5 тысяч за штуку. А не так давно эта компания практически обанкротилась и выпала из рейтинга Nasdaq. Понятно, что подобная ситуация — результат малой популярности носимых компьютеров.

Чтобы это устройство приносило максимальную пользу, в идеале с ним нужно не расставаться ни на секунду. А это накладывает одно на первый взгляд незначительное, но на практике очень веское ограничение. Носимые компьютеры должны быть универсальны. То есть учитывать потребности самых разных уровней — от командира штурмовой бригады до нужд отца семейства.

И вот носимые компьютеры натолкнулись на практически неодолимый рубеж. Ведь здесь мы имеем дело с совершенно новым видом ПО. Даже если современный ПК утрамбовать в спичечный коробок, остается проблема с программным обеспечением, которое никак не соответствует концепции «одежного удобства». Представьте, насколько отвлекает внимание постоянный запрос на подтверждение тех или иных действий — а ведь эта особенность присуща практически любой современной операционной системе. Я не говорю про периодическое «зависание» и прочие прелести ОС. Их нельзя в этом винить — они изначально не планировались к использованию в связке «человек — компьютер»...

Попытка и пытка

Пожалуй, ближе всего к созданию идеального носимого компьютера подошли разработчики из Массачусетского технологического института. Устройство под названием MIThril полноценно реализует концепцию «компьютер — это сеть» — оно представляет собой три соединенных компьютера, работающие под управлением Linux. Один из них играет роль сервера приложений и файл-сервера, второй — интеллектуального графического клиента, работающего в зависимости от окружающей обстановки, третий — Wi-Fi шлюза. Все эти устройства реализуют концепцию наблюдателя-ассоциатора, то есть умной записной книжки, работа которой зависит от окружающей среды. То есть, например, если «носитель» находится на совещании, ему не будут приходить напоминания о том, что нужно покормить кошку — вместо этого он получит в свое распоряжение необходимые материалы и пресс-релизы, а компьютер бесшумно позвонит домой по мобильному телефону и предупредит домашних о том, что нужно покормить животное.

Железные проблемы

Можно сделать компьютер водонепроницаемым и пуленепробиваемым, но как справиться с проблемой подзарядки? Каждый, у кого есть ноутбук или КПК, знает, сколь трогательной заботой необходимо окружать своего «питомца», чтобы тот не отключился в самый неподходящий момент. Разработчики лэптопов стараются довести время работы своих детищ до восьми часов без подзарядки. Однако для носимого компьютера это неимоверно малый срок. С наладонниками ситуация получше — но несколько дней все равно никак не могут спасти «отца русской демократии», если он отправляется в более-менее продолжительный поход. Можно, конечно, поступить как Стив Манн и таскать с собой рюкзак, полный батарей. Но посмотрите на список требований к идеальному носимому компьютеру (врезка №1). Рюкзак с элементами питания никак не способствует незаметности.

Носимые компьютеры используются в случае, когда руки должны быть свободными.

Пока не известно, будут ли решены эти проблемы. Если за последние 10 лет процессорные мощности значительно возросли, то о значительной эволюции аккумуляторов говорить пока рано. И никакие технологии энергосбережения тут не помогут — ведь носимый компьютер должен работать постоянно.

Наденем розовые очки, проявим нездоровый оптимизм и представим, что разработчики все-таки сумеют преодолеть все эти трудности. На рынке появится мощный и относительно недорогой носимый компьютер, способный подзаряжаться без участия пользователя (например, с помощью солнечных батарей). И здесь на пути носимых компьютеров встанет еще одна преграда. Все банально — просто в современных реалиях эти носимые компьютеры никому не нужны.

Это устройство — не «вещь в себе», оно просто обязано постоянно взаимодействовать с окружающей средой. Подсказывать хозяину, где он находится, обозначать находящихся поблизости носителей, давать возможность оплаты покупок. Для этого необходимо построить колоссальную инфраструктуру, постоянно передающую в эфир потоки информации. И пусть даже технологии для этого уже есть (Wi-Fi или WiMax), но создать соответствующую сеть сложно даже с точки зрения логики, а уж если считать в человеко-часах работы программистов, то картина получается и вовсе безрадостной.

Фактически, для получения идеального носимого компьютера нужно разработать полноценный Искусственный Интеллект. Компьютер wearable (в дословном переводе с английского — «то, что может быть надето») должен ориентироваться в быстро меняющемся окружающем мире, распознавать образы и действовать «по ситуации», без напоминания.

Годы Wearable

Расцвет носимых компьютеров пришелся на 2000-2002 гг. В то время появилось огромное количество статей о том, что «светлое будущее уж вот-вот наступит», на каждой выставке появлялось по нескольку десятков оригинальных прототипов подобных устройств. Hitachi, Xybernaut, Sony — кто только не занимался разработкой носимых компьютеров! К сожалению, все они представляли собой модифицированные ПК с минимальной функциональностью. Зачастую такие модели работали под управлением Windows CE или Linux и требовали постоянной подзарядки. Несмотря на все обещания производителей, ситуация так и не изменилась — нового ПО не появилось, да и серийных образцов в продаже как не было, так и нет.

Я не знаю, кому и зачем это нужно

Поднимемся еще на одну ступень абстракции и отбросим в сторону все технические проблемы. Даже в этом случае на пути носимых компьютеров встает еще одна преграда — психологическая. Вдохновители wearable считали, что человеку просто необходим постоянный поток augmented reality (в переводе с английского — «синтетические данные»). Но не слишком ли категорично это утверждение? Ведь в большинстве случаев пока еще нет необходимости в постоянном доступе к информации. А чтобы периодически получать нужные сведения, вполне достаточно ноутбука или КПК. Единственная модификация, пригодная для использования в современном мире, — компьютеры в виде наручных часов. Некоторые разработчики считают, что такие устройства вполне можно называть носимыми компьютерами, но, на мой взгляд, их отличие от наладонников состоит только в способе крепления.

Вот и получается, что носимые компьютеры не появились не только из-за технологических сложностей, но и из-за того, что у потребителей нет особой нужды в таком продукте. Тем не менее «компьютеры ограниченной носимости» становятся все более популярными. В интернете можно встретить множество адаптеров, позволяющих превратить наладонники в «почти wearable». Это и миниатюрные очки-экранчики, и аккордовые клавиатуры, и дополнительные батареи вкупе с хитрыми устройствами подзарядки. Честно говоря, эта ситуация чем-то напоминает мне конец 1980-х. Тогда многие знакомились с компьютерным миром с помощью ZX Spectrum, который, в прямом смысле этого слова, никогда и не мог считаться полноценным ПК.

Прототип носимого компьютера от IBM

С другой стороны, носимые компьютеры изначально планировалось использовать в довольно специфичных областях — в медицине, при работе спецслужб и т.п. Вспомните популярный в начале 1990-х фильм «Универсальный солдат» — там концепция wearable была продемонстрирована, что называется, «в полный рост». Многие государства занимались исследованиями в этой области, но всякий раз при реализации идеи носимого компьютера возникали какие-то проблемы. То вычислительный блок оказывался слишком хрупким, то вся конструкция слишком уж страдала от пыли и влаги, то просто разработка получалась слишком дорогостоящей. Одной из самых успешных компаний, работавших на этом поприще, была все та же Xybernaut — она получила $500 тысяч от правительства США и создала компьютер Xybernaut Mobile Assistant IV (MA IV). Он весит меньше килограмма, оснащен процессором 400-MHz Intel Pentium III, работает на Windows NT, 95, 98 и 2000, а также на Unix и Linux.

Тем не менее вряд ли какое-либо государство, пусть и самое развитое, сможет позволить себе тотальную компьютеризацию вооруженных сил. Ведь солдат постоянно рискует попасть в плен — в этом случае ценная информация будет утеряна. Чтобы этого избежать, используется, например, GPS-модуль, постоянно следящий за позицией бойца, а также система «двойного пароля» (если человек попадает в плен со своим компьютером, он вводит «фальшивый» пароль, а на дисплее появляется только похожая на правду дезинформация о расположении войск). Кроме того, госчиновники опасаются хакеров — любую систему можно взломать, 100% защиту от взлома никто не гарантирует. В результате носимые компьютеры не получили широкого распространения даже в армии.

Вот и получается, что прекрасная идея носимого компьютера оказалась невозможной, и, мало того, не слишком нужной в современном мире. Нет соответствующей аппаратной базы, нет достаточно интеллектуального программного обеспечения. А возможно, люди просто не готовы киборгизироваться. Время wearable еще не пришло — и неизвестно, наступит ли оно когда-либо.

Японцы и небоскребы

Еще один так и нереализованный до конца проект wearable-компьютера — разработка Мацакацу Куроги, которая должна была помочь сориентироваться на местности посетителям больших зданий. Принцип действия достаточно прост — подключенная к носимому компьютеру небольшая видеокамера, крепящаяся на голове посетителя, должна была снимать и передавать на центральный компьютер изображение окружающего пространства, а специальное ПО — сравнивать полученные от пользователя панорамы зданий с заранее отснятыми. Необходимая информация (например, точечное отображение выхода на схеме или путь к ближайшему туалету), должна отображаться на небольшом экранчике, крепившемся прямо перед глазами. К сожалению, для работоспособности этой системы требовались колоссальные вычислительные мощности, о которых нельзя было и мечтать в 2001 году.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.