"Интернет всего" (internet of everything) - новая среда для...
Post on 20-Jul-2015
340 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Интернет всего – новая среда для интеллекта будущего
Не так давно мы принимали участие в научной конференции «Нелинейная динамика в
когнитивных исследованиях» в Нижнем Новгороде. Основными проблемами,
обсуждаемыми на конференции, были механизмы познания, динамические и нелинейные
процессы восприятия и обработки сенсорных сигналов, перспективы создания роботов и
симуляторов живых систем. Среди наиболее интересных докладов стоит отметить
выступления Юрия Иосифовича Александрова и Татьяны Владимировны Черниговской.
Среди прочего наблюдалась довольно интересная тенденция, выражающаяся в том, что с
одной стороны, научный мир констатирует прорыв в технологическом развитии
человеческой цивилизации, а с другой стороны, выражает сомнения в том, верным ли
путем идет прогресс человечества и не приведет ли он в итоге к глобальной катастрофе.
Довольно часто в словах современных ученых можно услышать пессимизм по поводу
перспектив развития фундаментальной науки, где в последнее время наблюдается
своеобразный застой. Ну и совсем странно было слышать, как различные представители
научного сообщества всерьез говорили о возможности объединения науки и религии для
решения «совместных вопросов».
Исходя из этого, можно предположить, что научное сообщество сейчас находится в своего
рода смятении. С одной стороны, ученые понимают, что человечество вступило в эпоху
тотальной технологизации и ее уже не остановить, с другой стороны, им кажется, что
данный процесс несет в себе прямую угрозу самому человечеству, поскольку приводит к
необратимым изменениям как в окружающей среде, так и в самих людях. Причем больше
всего пугает именно скорость изменений – социум трансформируется прямо на глазах.
Следствием этого становится значительно сужение горизонта прогноза, а именно это в
первую очередь и вызывает страх. Многих пугает неизвестность, которая находится на
расстояние буквально 10-15 лет – дальше прогноз становится все более туманным и
превращается скорее в догадки.
Основные тренды ближайшего десятилетия
За последние несколько лет Интернет благополучно пережил стадию 2.0 и перешел в
стадию 3.0, когда всеобщее распространение получили «облака», сервисы и коллективное
создание контента. Интернет еще более социализировался и персонифицировался, т.к.
пользователи открывают для доступа в сеть все больше личной информации, благодаря
доступу к которой различные сервисы (такие, например, как поиск) имеют возможность
фильтровать контент в зависимости от пользовательских предпочтений. При этом все
большая часть персональных данных собирается без участия (в том числе и без согласия,
точнее говоря, согласие подразумевается априори) самого пользователя. Еще одной
важной «фишкой» современного Интернета стала его повсеместная мобилизация. К концу
2013 года число мобильных пользователей Интернета превысит число пользователей,
выходящих в Интернет со стационарных компьютеров. Во многих источниках, в основном
на западе, web 3.0 также называют semantic web. «Семантическая паутина» представляет
собой ряд проектов, направленных на создание форматов метаданных, с помощью
которых можно было бы описывать определенные документы и упростить их машинную
обработку. Semantic ее называют потому, что подразумевается возможность работы не с
самими документами, а с их метаданными или своего рода «смыслами», т.е.
2
классификация по смыслу. В чистом виде идея нереализуемая, поскольку смысл это
понятие целиком субъективное и классифицировать по смыслу достаточно
проблематично. Тем не менее, ряд технологических решений, появившихся в результате
развития данной идеи, внесли значимый вклад в развитие Интернета в целом.
Сейчас постепенно начинают говорить уже о следующей стадии эволюции Интернета –
Web 4.0. И именно эта стадия по моему мнению и станет прообразом того самого
интеллекта будущего, в которое трансформируется современное общество.
Основным аспектом новой «паутины» становится реализация технологии «Интернета
вещей» (Internet of Things) – огромной сети различных физических объектов, оснащенных
коммуникационными средствами для взаимодействия друг с другом. Об Интернете вещей
уже можно говорит как о ближайшей перспективе, благодаря развитию беспроводных
сетей, RFiD (радиочастотная идентификация), «облачных вычислений», переходу на
протокол IPv6 и активному развитию межмашинного взаимодействия. Данная концепция
подразумевает, что к Интернету может быть подключено практически любое цифровое
устройство – начиная от кофеварки и заканчивая автомобилем – емкости новой сети
хватит с лихвой.
В 2013 году число устройств, подключенных к Интернету устройств вдвое превысило все
население планеты и составило 14 млрд. штук. По прогнозам некоторых аналитиков к
2020 году эта цифра вырастет до 200 млрд. Из этих 200 млрд., 170 млрд будут различного
рода датчики, сенсоры, метки и т.п., а остальные 30 млрд – автономные устройства
(данные компании IDC).
Что это означает? Это означает, что аналитики к концу десятилетия прогнозируют
тотальный переход к так называемым «смарт» технологиям – «умные» автомобили,
«умные» дома, «умные» города.
Насколько обоснованы подобные прогнозы? Вполне обоснованы, поскольку все эти
технологии практически готовы уже сейчас – вопрос только в их внедрении.
«Смарт» технологии везде
Большинство ведущих автомобильных корпораций вовсю разрабатывают и тестируют
технологии подключения автомобилей к сети Интернет. В ближайшие годы большинство
сходящих с конвейера авто будут оборудованы модулями подключения к беспроводным
сетям связи, с помощью которых они смогут взаимодействовать с различным сетевыми
сервисами. В дополнении к расширенным средствам управления автомобилем
посредством сети, значительная роль будет уделяться автоматическим средствам
взаимодействия (диагностика, безопасность, сигналы экстренной помощи и т.п.). При
этом сам автомобиль, оборудованный большим числом различных датчиков,
превращается в мощную передвижную сенсорную систему. И через 10 лет таких систем
будут миллионы. Не будем забывать и про технологии роботизированного управления
(например, система разрабатываемая компанией Google), которые также находятся в
стадии активной разработки. Вполне возможно, что уже лет через 10 значительная часть
транспорта будет передвигаться в полуавтоматическом режиме – автомобиль будет
управляться роботом, а водитель будет лишь контролировать ситуацию и вносить
необходимые корректировки по ходу движения.
3
Технологии «умного дома» также развиваются уже достаточно давно. В первую очередь,
это системы домашней автоматизации: безопасность, видеонаблюдение,
автоматизированные системы водоснабжения и отопления, управление электроприборами
и т.п. Серьезный толчок в развитии данного направления в ближайшие годы даст прорыв
в потребительской робототехнике – «умные» бытовые приборы начнут внедряться
повсеместно.
Технология «smart cities» находится пока на начальной стадии своего развития. Ряд
европейских и американских городов проводят пилотные проекты по внедрению
технологий, позволяющих интегрировать данные с большого числа автоматизированных
систем и датчиков и на основании этих данных динамически регулировать различные
параметры жизнедеятельности целого города – регулирование энергопотребления,
управление трафиком, предоставление различных электронных услуг.
В настоящее время консорциум крупнейших мировых компаний прорабатывает
концепцию реализации «Интернета всего» (Internet of Everything).
Рис. 1 Cisco прогнозирует Интернет с 37 миллиардами «интеллектуальных вещей»
В этой концепции решаются технические вопросы по организации совместной работы в
сети огромного числа различных устройств и датчиков, генерирующих немыслимые
объемы данных. Для их функционирования потребуются более продвинутые протоколы
обмена и хранения. Базовые технологии уже созданы – LTE-сети, IPv6, облачные
технологии и распределенные вычисления позволяют подключать к сети и обрабатывать
данные с огромного числа различных устройств. То, что «Интернет всего» - это будущая
реальность, уже мало кто сомневается.
Теперь к вопросу о развитии интеллекта в подобной среде будущего.
4
Рис. 2 Концепция «интернета всего» по версии Cisco
В интернете будущего присутствуют Люди и межчеловеческие коммуникации – это весь
тот Интернет, которые существовал на предыдущих стадиях. «Интернет вещей» –
огромное количество различных устройств, которые подключены и еще будут
подключены к сети. Под категорией Данные подразумеваются в первую очередь новые
алгоритмы хранения, классификации, фильтрации и обработки данных – сотни
миллиардов подключенных устройств будут генерировать такой поток данных, что без
новых технологий здесь не обойтись. Важными компонентами нового интернета
становятся технологии межмашинного (M2M) и человеко-машинного (P2M)
взаимодействия.
При этом последний компонент по нашему мнению является одним из ключевых в
системе функционирования Интернета будущего. Построению новых человеко-машинных
интерфейсов как раз и был посвящен наш доклад на конференции в Нижнем Новгороде.
Вкратце расскажу его суть.
Основная проблема человечества в будущем – это проблема взаимодействия человека с
большим числом различных технических устройств и систем. Большое число устройств и
систем – это большое число интерфейсов. Особенно остро данная проблема проявляется в
так называемых эргатических системах – системах управления сложными техническими
комплексами, составным элементом которых является человек-оператор или группа
операторов.
Проблема создания эффективных интерфейсов вызвана принципиальной сложностью
задачи объединения в единую систему подсистем с различными свойствами. Свойства
человека как нелинейной системы позволяют ему прогнозировать ситуацию и принимать
решения в условиях неопределенности и, в то же время, делают его слабопрогнозируемым
для внешних технических систем, которые базируются на линейных процессах ввода-
вывода и обработки данных. Роль подобных систем в современном обществе растет,
возрастает сложность их организации, и соответственно растет цена ошибок, допускаемых
5
людьми при управлении данными системами. Очень часто подобные ошибки возникают
именно из-за неэффективных интерфейсов между человеком и техникой – человек просто
не в состоянии осознать и обработать все возрастающие потоки данных.
Чтобы эффективно объединить интернет людей и интернет вещей необходимы новые
типы интерфейсов – адаптивные. Потребность в создании подобных систем обусловлены,
во-первых, различиями, которые неизбежно присущи работающим с техническими
системами людям, а во-вторых, неоднородностью свойств конкретных технических
систем и решаемым с их помощью задачами. Интерфейс должен динамично изменяться,
подстраиваясь под конкретного пользователя, при этом учитывая аппаратные и
программные характеристики конкретной технической системы.
По сути, это должна быть новая сущность (устройство), обладающее свойствами как
линейной технической системы с ее алгоритмизируемостью, так и живой нелинейной
системы, с ее адаптивными возможностями. Другими словами, это должен быть
симулятор живой системы. Такое устройство мы назвали «гетероадаптером» и считаем,
что ее вполне можно реализовать средствами современных технологий не прибегая к
алхимии.
Для создания гетероадаптера необходимо реализовать три функции:
1. Рецепторную, с помощью которой устройство будет оценивать состояние внешней
среды и собственной границы. В данном случае, рецептор – это сложная система,
состоящая из сенсоров, преобразующих определенный вид энергии (раздражитель)
в унифицированный сигнал.
2. Эффекторную, которая будет позволять устройству изменять собственные границы
и воздействовать на внешнюю среду. В данном случае, эффектор – это
двигательный элемент (орган) устройства, состояние которого изменяется под
воздействием управляющего унифицированного сигнала или за счет изменения
порога чувствительности к данному виду энергии.
3. Коммутационную, которая будет позволять динамически распределять
унифицированные сигналы.
Техническое адаптационное устройство, в котором будут реализованы данные функции,
станет аналогом или симулятором живой системы, с помощью которого можно будет
создать новый тип человеко-машинных интерфейсов и значительно продвинуться в
решении проблемы взаимодействия человека и техники в эргатических системах.
Мы предполагаем на первом этапе в качестве интерфейса использовать
специализированный контроллер, размещаемый на теле человека (на предплечье или на
шее). Для контроллера внешней средой является тело человека, источником сигналов
являются кожа и изменяющийся электромагнитный потенциал и рельеф мышц.
Управляющие сигналы от эффекторов контроллера используются как для
позиционирования самого контроллера, так и в качестве команд для внешних устройств,
подключенных по каналам обмена данными.
6
Решение данной задачи потребует большого количества датчиков, которые смогли бы
выявлять изменения тех параметров, которые дают возможность отражать положение
контроллера. Если провести аналогию с биологическими организмами, сенсорные
системы которых решают аналогичные задачи, то количество датчиков может колебаться
от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч.
Поскольку задача совершенствования человеко-машинного взаимодействия
действительно крайне актуальна для Интернета будущего, для ее решения уже
задействовано значительное число ресурсов. В том или ином виде она будет, и по нашему
мнению, наиболее эффективное решение возможно именно за счет реализации
адаптационных интерфейсов. Мы планируем в дальнейшем продолжить работы по
проработке концепции гетероадаптера, разработать техническое задание, проект и
выпустить пилотный образец устройства.
Философский аспект «интернета будущего»
Вернемся к вопросу о последствиях. Что больше всего пугает многих в перспективах
глобальной технологизации и интернетизации? То, что данный процесс необратимо
преобразует привычные человеческие ценности. Непонятна роль, которую будут играть
люди в новой среде, не задвинет ли тотальная информатизация человека на второй план,
превратив в своеобразного биоробота. Причина этих страхов кроется в том, что живя в
эпоху революционных изменений в обществе, связанных с глобализацией, его
комплексной информатизации и повсеместной технологизацией, современное общество
переживает глубокий кризис осознания действительности, когда привычная картина мира
уже не обеспечивает достаточного понимания происходящего под воздействием быстрых
и широкомасштабных перемен в окружающей среде. Это приводит к эффекту утраты
человеком ранее освоенных смыслов и невозможности построить долгосрочный прогноз
на будущее.
Бояться тут на самом деле нечего. Мир и социум действительно очень сильно изменятся, и
те факторы новой среды, которые сейчас нам кажутся отрицательными, с позиций людей
будущего будут смотреться совсем по-другому. Но человек как был, так и останется
основной составной частью будущей глобальной эргатической системы. Новый, иной
интеллект будущего возникнет не с нуля, а на базе существующего естественного
интеллекта, дополненного информационно-коммуникационными возможностями,
которые обеспечивают новые технологии. Сейчас мы не можем с достаточной
уверенностью говорить о том, что все-таки будет представлять этот интеллект, но можем
построить кое-какие догадки.
Одно из основных изменений (то, что мы уже наблюдаем уже сейчас) – это глобальная
социальная трансформация. За счет развития коммуникаций социум постепенно
трансформируется из иерархической системы в распределенную динамическую.
Возможность устанавливать большое число связей, не ограниченных пространством и
временем, превращает человека в универсальный коммуникатор. Постепенно в прошлое
уйдут клановость, семейственность, корпоративные интересы, бесконечное накопление
материальных благ и жажда наживы. Новый социум – это будет своего рода социализм,
где статус каждого его члена будет определяться его возможностями по социализации, и
7
по этим возможностям он и будет получить вознаграждение – чем больше ты можешь
сделать для социума, тем более ты ему интересен.
Расширение границы взаимодействия между человеком и внешним миром будет идти за
счет значительного расширения рецептивного поля. Огромное количество
дополнительных источников данных, сенсоров и возможность обмениваться данными с
другими людьми дают возможность каждому человеку расширить свой кругозор
практически до невероятных масштабов.
Новый мир будет миром «Open Source». Открытые технологии, открытые данные,
открытые люди. Не будет смысла что-то скрывать. Открытость будет являться
необходимым условием для успешной интеграции в новой среде. Чем более ты открыт,
тем более широким рецептивным полем ты обладаешь, тем больше коммуникационных
возможностей, тем больше и разнообразнее картина мира. Тем больше возможностей для
развития и шансов для поднятия своего социального статуса.
Экология и забота об окружающей среде станут главной задачей будущего социума. Уже
сейчас люди осознают, насколько мы зависим от той среды, в который живем, и насколько
важно учитывать и прогнозировать все ее изменения. Развитие более эффективных
промышленных технологий, новые возможности по глубокой переработке природных
ресурсов, энергосбережение и т.д. и т.п. Но главное – возросшие на порядок возможности
мониторинга позволят людям гораздо лучше «чувствовать» изменения в окружающей
среде и адекватно на них реагировать. Да, человечество достаточно долго не обращало
должного внимания на экологические проблемы. Но сейчас ситуация коренным образом
изменилась – достаточно посмотреть, какие ресурсы затрачиваются на решение проблем
загрязнения окружающей среды, как далеко продвинулись промышленные технологии в
плане экологической безопасности – и станет понятно, что социум будущего к
окружающей среде будет относиться гораздо внимательнее.
Ну и наконец, качество жизни самого человека. Нужно понимать, что новый
технологический мир – это не утопия. Количество и острота различных социальных
проблем, скорее всего не изменятся. Но очевидно одно – новые технологии дадут новые
возможности человеку саморазвиваться и самосовершенствоваться. Медицина, спорт,
развлечения будущего – технологии поднимут все эти отрасли на совершенно другой
уровень. Что останется после всего этого от привычного для нас сейчас человека?
Возможно, не так и много, но зато как много появится нового!
Новый мир с новым Интернетом, Internet of Everithing – это в первую очередь мир новых
возможностей. Возможностей, о которых можно только мечтать! Да, глобальные
революционные изменения безусловно повлекут за собой множество болезненных
преобразований, поскольку любая революция несет за собой кризис. Но перспективы,
открывающиеся перед будущими поколениями, поражают воображение. И главное,
Internet of everything с его огромными сенсорными, коммутационными и
вычислительными ресурсами – это действительно уже что-то похожее на новую среду, в
которой может зародиться новый другой «суперинтеллект» будущего.
Максим Никитин, Алексей Кречмер
top related