Смарт-объект - Smart object

А умный объект это объект, который улучшает взаимодействие не только с людьми, но и с другими смарт-объектами. Также известный как умные подключенные продукты или же умные подключенные вещи (SCoT), это продукты, активы и другие вещи, встроенные в процессоры, датчики, программное обеспечение и средства связи, которые позволяют обмениваться данными между продуктом и его средой, производителем, оператором / пользователем и другими продуктами и системами. Возможность подключения также позволяет некоторым возможностям продукта существовать вне физического устройства, в так называемом облаке продуктов. Данные, собранные с помощью этих продуктов, затем могут быть проанализированы для информирования при принятии решений, повышения эффективности работы и постоянного улучшения характеристик продукта.

Он может относиться не только к взаимодействию с объектами физического мира, но и к взаимодействию с виртуальными объектами (вычислительной среды). Смарт-физический объект может быть создан либо как артефакт или произведенный продукт, либо путем встраивания электронных тегов, таких как RFID-метки или датчики в неумные физические объекты. Интеллектуальные виртуальные объекты создаются как программные объекты, которые являются неотъемлемой частью при создании и эксплуатации виртуального или виртуального симулятора или игры мира. Концепция смарт-объекта имеет несколько источников и применений, см. История. Есть также несколько совпадающих терминов, см. Также умное устройство, материальный объект или осязаемый пользовательский интерфейс и вещь, как в Интернет вещей.

История

В начале 1990-х Марк Вайзер, от которого термин повсеместные вычисления возникла, ссылаясь на видение «Когда почти каждый объект либо содержит компьютер, либо к нему может быть прикреплена вкладка, получение информации будет тривиальным»,[1][2] Хотя Вайзер специально не называл объект умным, его ранние работы действительно подразумевали, что умные физические объекты умны в том смысле, что они действуют как источники цифровой информации. Хироши Исии и Брюгг Ульмер[3] относятся к материальным объектам в терминах материальных битов или осязаемых пользовательских интерфейсов, которые позволяют пользователям «схватывать и манипулировать» битами в центре внимания пользователей, связывая биты с повседневными физическими объектами и архитектурными поверхностями.

Концепция смарт-объекта была представлена ​​Марсело Каллманом и Даниэль Тельманн[4] как объект, который может описывать свои собственные возможные взаимодействия. Основное внимание здесь уделяется моделированию взаимодействия интеллектуальных виртуальных объектов с виртуальными людьми, агентами в виртуальных мирах. Противоположный подход к смарт-объектам - это «простые» объекты, которые не предоставляют эту информацию. Дополнительная информация, предоставляемая этой концепцией, позволяет использовать гораздо более общие схемы взаимодействия и может значительно упростить планировщик из агент искусственного интеллекта.[4]

В отличие от умных виртуальных объектов, используемых в виртуальных мирах, Лев Манович фокусируется на физическом пространстве, наполненном электронной и визуальной информацией. Здесь «умные объекты» описываются как «объекты, подключенные к сети; объекты, которые могут обнаруживать своих пользователей и демонстрировать умное поведение».[5]

Совсем недавно, в начале 2010-х годов, интеллектуальные объекты были предложены в качестве ключевого фактора для видения Интернета вещей.[6] Сочетание Интернета и новых технологий, таких как связь ближнего радиуса действия, в реальном времени локализация и встроенный датчики позволяет превращать повседневные объекты в интеллектуальные объекты, которые могут понимать окружающую среду и реагировать на нее. Такие объекты являются строительными блоками Интернета вещей и позволяют создавать новые вычислительные приложения.[6] В 2018 году один из первых в мире умные дома был построен в Клауккала, Финляндия в виде пятиэтажного многоквартирного дома с использованием решения Kone Residential Flow, созданного KONE, позволяя даже смартфон действовать как домашний ключ.[7][8]

Характеристики

Хотя мы можем рассматривать взаимодействие с физическим интеллектуальным объектом в физическом мире в отличие от взаимодействия с виртуальными интеллектуальными объектами в виртуальном смоделированном мире, они могут быть связаны. Послад[2] рассматривает прогрессирование: как

  • люди используют модели интеллектуальных объектов, расположенных в физическом мире, для улучшения взаимодействия человека с физическим миром; по сравнению с тем, как
  • интеллектуальные физические объекты, расположенные в физическом мире, могут моделировать человеческое взаимодействие, чтобы уменьшить потребность во взаимодействии человека с физическим миром; по сравнению с тем, как
  • виртуальные интеллектуальные объекты путем моделирования как объектов физического мира, так и моделирования людей как объектов и их последующего взаимодействия могут формировать преимущественно интеллектуальную среду виртуальных объектов.

Умные физические объекты

Концепция интеллектуального физического объекта просто означает, что он является активным, цифровым, сетевым, может работать до некоторой степени автономно, реконфигурируемым и имеет локальный контроль над необходимыми ему ресурсами, такими как энергия, хранение данных и т. Д.[2] Обратите внимание, что смарт-объект не обязательно должен быть умным, чтобы демонстрировать сильную сущность искусственный интеллект - хотя он может быть спроектирован и интеллектуальным.

Смарт-объекты физического мира можно описать с помощью трех свойств:[6]

  • Осведомленность: это способность интеллектуального объекта понимать (то есть ощущать, интерпретировать и реагировать на) события и действия человека, происходящие в физическом мире.
  • Представление: относится к приложению смарт-объекта и модели программирования, в частности, абстракциям программирования.
  • Взаимодействие: обозначает способность объекта общаться с пользователем с точки зрения ввода, вывода, управления и обратной связи.

На основании этих свойств они были разделены на три типа:[6]

  • Смарт-объекты с учетом активности: Объекты, которые могут записывать информацию о рабочей деятельности и собственном использовании.
  • Смарт-объекты с учетом политик: Объекты, которые осведомлены о действиях. Объекты могут интерпретировать события и действия в соответствии с предопределенными политиками организации.
  • Смарт-объекты с учетом процессов: Процессы играют фундаментальную роль в управлении производственными работами и эксплуатации. Процесс - это набор связанных действий или задач, упорядоченных в соответствии с их положением во времени и пространстве.

Умные виртуальные объекты

Для виртуальный объект в случае виртуального мира объект называется умным, если он может описывать свои возможные взаимодействия.[4] Это сосредоточено на построении виртуального мира с использованием только виртуальных объектов, которые содержат свою собственную информацию о взаимодействии. Существует четыре основных элемента для создания такой интеллектуальной инфраструктуры виртуальных объектов.[4]

  • Свойства объекта: физические свойства и текстовое описание
  • Информация о взаимодействии: положение ручек, кнопок, ручек и т. д.
  • Поведение объекта: различное поведение на основе переменных состояния
  • Поведение агента: описание поведения, которому должен следовать агент при использовании объекта

Некоторые версии смарт-объектов также включают информацию об анимации в информацию об объекте, но это не считается эффективным подходом, поскольку это может привести к чрезмерному увеличению размеров объектов.[9]

Термин «умные продукты» может сбивать с толку, поскольку он используется для обозначения широкого спектра различных продуктов, от умной бытовой техники (например, умных весов для ванной или умных лампочек) до умных автомобилей (например, Tesla). Хотя эти продукты имеют определенные общие черты, они часто существенно различаются по своим возможностям. Raff et al. разработал концептуальную основу, которая различает различные интеллектуальные продукты на основе их возможностей, которая включает 4 типа архетипов интеллектуальных продуктов (в порядке возрастания «умности») [2]

Категоризация

Термины «умный», «подключенный продукт» или «умный продукт» могут сбивать с толку, поскольку они используются для обозначения широкого спектра различных продуктов, от умной бытовой техники (например, умных весов для ванной или умных лампочек) до умных автомобилей (например, Tesla). Хотя эти продукты имеют определенные общие черты, они часто существенно различаются по своим возможностям. Raff et al. разработала концептуальную основу, которая различает различные интеллектуальные продукты на основе их возможностей, которая включает 4 типа архетипов интеллектуальных продуктов (в порядке возрастания «интеллектуальности»).[10]

  • Цифровой
  • Связаны
  • Отзывчивый
  • Разумный

Преимущества

Умные подключенные продукты состоят из трех основных компонентов:[11]:67

  • Физический - состоит из механической и электрической частей продукта.
  • Умный - состоит из датчики, микропроцессоры, хранилище данных, элементы управления, программное обеспечение и встроенная операционная система с улучшенным пользовательским интерфейсом.
  • Возможности подключения - состоят из портов, антенн и протоколов, обеспечивающих проводное /беспроводной подключения, которые служат двум целям, он позволяет обмениваться данными с продуктом и позволяет некоторым функциям продукта существовать вне физического устройства.

Каждый компонент расширяет возможности друг друга, что приводит к «эффективному циклу повышения ценности».[11] Во-первых, интеллектуальные компоненты продукта увеличивают ценность и возможности физических компонентов. Затем возможность подключения увеличивает ценность и возможности интеллектуальных компонентов. Эти улучшения включают:

  • Мониторинг состояния продукта, его внешней среды, его работы и использования.
  • Контроль различных функций продукта для лучшего реагирования на изменения в его среде, а также для персонализации взаимодействия с пользователем.
  • Оптимизация общих операций продукта на основе фактических данных о производительности и сокращение времени простоя за счет профилактическое обслуживание и удаленное обслуживание.
  • Автономная работа продукта, в том числе обучение на собственном опыте, адаптация к предпочтениям пользователей, самодиагностика и обслуживание.[12]

Интернет вещей (IoT)

Основная статья: Интернет вещей

В Интернет вещей представляет собой сеть физических объектов, которые содержат встроенные технологии для связи и ощущения или взаимодействия с их внутренними состояниями или внешней средой.[13] Фраза «Интернет вещей» отражает растущее количество умных, подключенных к сети продуктов и подчеркивает новые возможности, которые они могут предоставить. Интернет, будь то люди или вещи, - это механизм передачи информации. Принципиально отличными от интеллектуальных, подключенных к Интернету продуктов является не Интернет, а меняющаяся природа «вещей».[11]:66 Как только продукт станет интеллектуальным и подключен к облаку, продукты и услуги станут частью взаимосвязанного решения для управления. Компании могут перейти от производства продуктов к предложению более сложных и более ценных предложений в рамках «системы систем».[14][15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вайзер, Марк (1991). «Компьютер XXI века». Scientific American. 265 (3): 94–104. Дои:10.1038 / scientificamerican0991-94.
  2. ^ а б c Послад, Стефан (2009). Интеллектуальные устройства для повсеместных вычислений, интеллектуальные среды и интеллектуальное взаимодействие. Вайли. ISBN  978-0-470-03560-3. Архивировано из оригинал на 2014-12-10.
  3. ^ Исии, Хироши; Бригг Ульмер (1997). Ощутимые биты: к бесшовному интерфейсу между людьми, битами и атомами (PDF). Труды конференции по человеческому фактору в вычислительных системах, (CHI '97). ACM Press. С. 234–241.
  4. ^ а б c d Каллман, Марсело; Даниэль Тальманн (1998). «Моделирование объектов для задач взаимодействия». Springer: 73–86. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Манович, Лев (2006). «Поэтика городских медиа-поверхностей». Первый понедельник (Специальный выпуск №4: Городские экраны: раскрытие потенциала наружных экранов для городского общества). Дои:10.5210 / fm.v0i0.1545.
  6. ^ а б c d Кортуем, Герд; Фахим Кавсар; Дэниел Фиттон; Васуги Сундрамур (2010). «Смарт-объекты как строительные блоки для Интернета вещей» (PDF). Интернет-вычисления IEEE. 14 (1): 44–51. Дои:10.1109 / mic.2009.143.
  7. ^ "FÖRST I VÄRLDEN - Кловског, Финляндия" (на шведском языке). KONE. Получено 13 октября, 2019.
  8. ^ "Nurmijärven Kreivi - Den første i verden" (на датском). Byggematerialer. Получено 13 октября, 2019.
  9. ^ Йориссен, Питер; Маартен Вейнантс; Вим Ламотт (2005). «Динамические взаимодействия в физически реалистичных совместных виртуальных средах». IEEE Transactions по визуализации и компьютерной графике. 11 (6): 649–660. Дои:10.1109 / tvcg.2005.100. PMID  16270858.
  10. ^ Рафф, Стефан; Венцель, Даниэль; Обвегезер, Николаус (2020-08-20). «Умные продукты: концептуальный обзор, синтез и направления исследований *». Журнал управления инновационными продуктами: jpim.12544. Дои:10.1111 / jpim.12544. ISSN  0737-6782.
  11. ^ а б c Портер, М. Э .; Хеппельманн, Дж. Э. (ноябрь 2014 г.). «Как умные подключенные продукты меняют конкуренцию». Harvard Business Review.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  12. ^ «Новая эра умных подключенных продуктов меняет конкуренцию бизнеса». Wall Street Journal. 28 ноября 2014 г.
  13. ^ «Gartner заявляет, что к 2020 году установленная база Интернета вещей вырастет до 26 миллиардов устройств». Gartner. 12 декабря 2013 г.
  14. ^ Дэн Островер (ноябрь 2014 г.). «Умные подключаемые продукты: убивают отрасли, стимулируют инновации». Проводной журнал.
  15. ^ З. Дженифер Ван (июль 2016 г.). «Интеллектуальный Интернет вещей приносит нам наибольшую пользу».

дальнейшее чтение

внешняя ссылка