Intelligent environment

Введение

Интеллектуальная среда (ИО) - это пространство с встроенными системами и информационными и коммуникационными технологиями, создающие интерактивные пространства, которые вводят вычисления в физический мир и улучшают опыт пользователей. "Интеллектуальная среда - это пространство, в котором вычисления используются для улучшения обычной деятельности. Одной из движущих сил, лежащих в основе возникающего интереса к высокоинтерактивным средам, является создание компьютеров не только действительно удобными для пользователя, но и по существу невидимыми для пользователя". ИЭ описывают физические среды, в которых информационные и коммуникационные технологии и сенсорные системы исчезают, поскольку они встраиваются в физические объекты, инфраструктуру и окружающую среду, в которой мы живем, путешествуем и работаем. Цель здесь - позволить компьютерам участвовать в деятельности, в которой они никогда не участвовали ранее, и позволить людям взаимодействовать с компьютерами через жесты, голос, движение и контекст.

Происхождение

Идея создания искусственного интеллекта, способного управлять окружающей средой, запоминать данные и реагировать в соответствии с ними, намного старше, чем мы думали. В романе "2001: Космическая одиссея" 1968 года, задолго до революции микрокомпьютеров, вы видите вымышленного персонажа HAL 9000, компьютер, способный управлять различными датчиками и системами окружающей среды и использовать их как свое расширение. Персонаж Протеус из романа 1973 года "Семя демона" также изображает те же характеристики искусственного интеллекта, контролирующего встроенную среду. К тому времени, когда эти два романа были выпущены, идея о том, что компьютер контролирует окружающую среду, которая нас окружает, не была широко принята сообществом, поскольку оба персонажа играли роль злых машин, единственными целями которых были контроль над людьми. Термин "интеллектуальная среда" - это концепция и выражение, первоначально созданное Питером Дроге для его одноименной публикации Elsevier 1997 года, проект, который начался в 1986 году: "Интеллектуальные среды: пространственные аспекты информационной революции" https://www.elsevier.org/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/en/ Научная прямая. com/book/9780444823328/интеллектуальные среды. Проект 1986 года стал его победителем в конкурсе Campus City Kawasaki в Японии, стремясь применить преимущества информационных технологий и передовых телекоммуникаций ко всему городу, его социальному расширению прав и возможностей, транспромышленному процветанию и, прежде всего, его экологическому искуплению. Только в 1991 году, с введением вездесущих вычислений Марком Вайзером, мы начинаем видеть склонность научного сообщества изучать область вычислений за пределами типичной машины с клавиатурой и экраном. Он стал чем-то, что потенциально может быть реализовано во всём, что нас окружает, предлагая случайный доступ к вычислениям любому пользователю. В 1996 году лаборатория Хасимото в Токийском университете провела первые исследования в области интеллектуальных пространств. Ли и Хашимото спроектировали комнату с самодельным трехмерным датчиком слежения и мобильными роботами, все это подключено к сети. Идея заключалась в том, чтобы роботы помогали человеку в комнате с различными задачами с помощью камер зрения и компьютерных комплектов, став одной из первых интеллектуальных сред. С другой стороны, с проактивностью в таких средах нужно обращаться очень осторожно. Всепроникающие вычислительные системы должны быть минимально навязчивыми и в то же время способными принимать решения, которые помогут пользователям. Один из способов достичь этого - сделать эти системы способными изменять свое поведение в зависимости от состояния пользователя и окружающей среды. Здесь также возникают некоторые проблемы: каковы необходимые данные и информация, которые должны быть в контексте системы? Как часто эта информация должна измеряться и обращаться без ущерба для производительности системы? Цель состоит в том, чтобы создать ИИ, способный быстро и точно реагировать на потребности и входы пользователя, поэтому сенсорам не нужно записывать информацию, которая не поможет алгоритмам сделать правильные действия в отношении происходящего. Определение важных данных и фильтрация окружающей среды для поиска подходящего места для их получения является большой проблемой.

The idea of having an artificial intelligence capable of managing an environment, recollect data, and respond in consequence is older than we would expect. In the novel 2001: A Space Odyssey from 1968, long before the microcomputers revolution, you have the fictional character HAL 9000, a computer capable of controlling the different sensors and systems of the environment and using them as extensions of itself. The character Proteus from the 1973 novel Demon Seed also portrays the same characteristics of an artificial intelligence controlling an embedded environment. By the time these two novels were released, the idea of a computer controlling the environment that surrounds us was not broadly accepted by the community since both characters played the role of evil machines whose only objectives included the control over humans. The term 'Intelligent environments' is a concept and expression originally created by Peter Droege for his homonymous Elsevier publication of 1997, a project that commenced in 1986: Intelligent environments Spatial Aspects of the Information Revolution https://www. sciencedirect. com/book/9780444823328/intelligent environments. The 1986 project was his winning entry into the Campus City Kawasaki competition in Japan, seeking to apply the benefits of information technology and advanced telecommunications to an entire city, its societal empowerment, trans industrial prosperity and, above all, its environmental redemption. It is not until 1991 with the introduction of ubiquitous computing by Mark Weiser when we start seeing an inclination from the scientific community to study the area of computing outside of the typical machine with a keyboard and a screen. It became something that could be potentially implemented into anything that surrounds us, proposing casual access to computing to any user. In 1996 Hashimoto Laboratory at the University of Tokyo developed the first research on intelligent spaces. J. H. Lee and H. Hashimoto designed a room with a homemade three dimensional tracking sensor and mobile robots, all this connected to a network. The idea was for the robots to support the person in the room with different tasks with the help of vision cameras and computer sets, becoming one of the first intelligent environment. By the other hand, pro activity of such environments has to be handled very carefully. Pervasive computing systems are supposed to be minimally intrusive and at the same time be capable of taking decisions that will help users. One way to achieve that is making those systems capable of modifying their behavior based on the user's state and surroundings. Here again, some challenges arise: What are the required data and information that a system needs to be context aware? How frequently should that information be measured and consulted without hurting system performance? The goal is to create an IE capable of reacting fast and accurate to the needs and inputs of the user so it would be unnecessary for the sensors to record information that will not help the algorithms make the correct action to what is happening. Recognizing important data and filtering the environment to search for the appropriate place to obtain it results in a great challenge.

Бизнес

Одной из основных областей, которая окажет значительное влияние на появление ИЭ, являются деловые отношения. Наиболее значительное влияние окажет то, как компании взаимодействуют друг с другом и с людьми. Их отношения станут более динамичными и должны подчеркнуть более гибкий подход к предприятиям, пытаясь адаптироваться к постоянно меняющейся коммерческой среде. Такая гибкость должна отражаться также на их сотрудниках и их рабочей среде. Даже сегодня компании, которые продемонстрировали значительный уровень гибкости в своей рабочей среде и с их сотрудниками (как в Microsoft или Google), имеют повышенный уровень производительности и удержания сотрудников. Еще один важный вопрос, который компании должны учитывать в эпоху ИИ, - это то, как они относятся к конфиденциальности своих клиентов. Успех этих будущих компаний будет в значительной степени зависеть от того, насколько люди будут чувствовать себя уверенно в использовании своей личной информации. Еще одним важным ключом к успеху этих потенциальных предприятий будет предоставление конечным пользователям возможности контролировать способ принятия решений системами ИИ. Дружественные пользовательские конфигурации должны позволить им контролировать эти системы, но в то время это одна из самых больших проблем для системных инженеров.

Досуг

С момента создания ИЭ появились новые формы развлечений. В музеях проводилось несколько экспериментов, в которых эта технология использовалась для создания более интерактивного опыта, который заставляет посетителей не только ощущать историю своими глазами, но и ощущать всеми своими чувствами. От использования звуков и света, которые адаптируются в соответствии с представленными экспозициями, до включения запахов, которые определяют уникальные среды, существуют бесконечные возможности для применения ИИ в этом виде развлечений. Эта же концепция может быть использована не только для улучшения существующих видов досуга, но и для создания новых. Художественное выражение оказало значительное влияние на это, поскольку мы увидели новые формы искусства, использующие искусственный интеллект и ИИ. Возьмём, к примеру, работы художника Криса Милка, где можно увидеть реализацию захватывающих инсталляций, которые заставляют пользователя не только оценить произведение искусства, но и стать его частью. Одна из его самых важных работ искусства, "Измена святилища" использует проекции тел пользователей на разных экранах, чтобы исследовать творческий процесс с помощью генерируемых цифровых птиц. Этот тип искусства требует взаимодействия пользователя.

Здравоохранение

Одно из наиболее важных применений интеллектуальных сред - в здравоохранении. Вы можете использовать ИЭ в больничных комнатах для мониторинга состояния пациентов, даже не замечая этого, что приводит к меньшему беспокойству для тех пациентов, которым требуется чрезвычайно много отдыха, и меньшему усилию для медсестер, которые больше не должны 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 наблюдением интеллектуальных комнат. Эта уникальная установка больше не будет следить за состоянием здоровья пациента и уведомлять медсестер, но она также может быть запрограммирована на взаимодействие с ними в профилактических целях путем введения конкретных лекарств или непосредственной доставки пищи при необходимости. Уход за слабыми, пожилыми пациентами может кардинально измениться в будущем с использованием ИЭ. Внедряя эту технологию в домах, мы сможем наблюдать за пациентом, где бы мы ни находились, без необходимости доставлять его в больницу или клинику для получения надлежащего ухода. Это может превратить почти любой дом в умный дом престарелых, позволяя семьям сэкономить много денег, значительно снизив стоимость ухода.

Чрезвычайные ситуации

Предотвращение - лучший способ борьбы с возможными проблемами, и нет лучшего способа сделать это, чем собирать информацию до проблемного события, которая помогает нам знать, когда это произойдет. ИЭ - идеальный способ сбора данных, необходимых для прогнозирования опасностей и возможных проблем в будущем. Если мы внедрим IE в наши дома, он может уведомить, например, пожарную службу, если пожар скоро случится, и мы даже не заметим, или полицейский департамент, если подозрительная активность обнаружена вблизи наших домов. В лучшем случае, событие не произойдет, поскольку ИЭ поможет нам создать диагноз среды, в которой он будет реализован, чтобы мы могли решить возможные проблемы задолго до того, как это произойдет. Это существенно улучшит условия жизни в городах и окажет существенное экономическое воздействие, поскольку произойдут менее опасные события, предотвратив материальные потери.

Мониторинг окружающей среды

Интеллектуальные среды помогут нам контролировать различные природные среды с гораздо более высокой точностью и детальностью, чем используемые в настоящее время методы. Благодаря более богатым и значимым данным, это не только поможет нам контролировать окружающую среду для возможных опасностей, но и изменит способ, которым мы понимаем ее, заставляя нас улучшать существующие 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 способ, которым мы атакуем эти проблемы, так что мы не только сделаем людей более экологичными, но и улучшим здоровье нашей планеты.