Saliktā jēdziena daļa “visuresošā datorika” radusies 1991. gadā, tās autors ir Marks Vaisers (Mark Weiser). Mobilās datorikas apzīmējums cēlies no latīņu valodas vārda mobilis ‘pārvietojams, kustīgs’.
Saliktā jēdziena daļa “visuresošā datorika” radusies 1991. gadā, tās autors ir Marks Vaisers (Mark Weiser). Mobilās datorikas apzīmējums cēlies no latīņu valodas vārda mobilis ‘pārvietojams, kustīgs’.
Visuresošā datorika pēta tādu tehnoloģiju projektēšanu un lietošanu, kuras ir pārvietojamas vai iedarinātas ikdienas priekšmetos un vidē, un cilvēku saziņa ar tām notiek, bieži viņiem to pat neapzinoties. Galvenais mērķis ir izstrādāt rīkus, ar kuriem var netraucēti veikt ikdienas darbības, neiejaucoties lietotāju uzdevumos vai rutīnās.
Visuresošās datorikas ierīces iedala cilvēkam piesaistītās (nēsājamas, valkājamas un implantētas; piemēram, viedpulksteņi un HoloLens – ierīce, kas papildina informāciju apkārtējā vidē ar informatīvām hologramām/norādēm, kas piesaistītas videi) un sastopamās (viedie priekšmeti un viedā vide, piemēram, ēka, kas ar sensoru palīdzību zina, kuras telpas un auto novietnes ir aizņemtas; informāciju var izmantot, iesakot apmeklētājiem piemērotākās vietas, arī enerģijas patēriņa automātiskai pārvaldībai – gaismu un kondcionēšanas iestatījumu maiņa atkarībā no telpu izmantojuma u. tml.).
Ir daudzas būtiskas infrastruktūras sastāvdaļas, kas ļauj šādas ierīces izmantot – internets, bezvadu vai tīkla protokoli, operētājsistēmas, kas atbalsta visuresošu uzvedību, starpprogrammatūra vai programmaparatūra un citas.
Būtiska visuresošās un mobilās datorikas īpašība ir kontekstzinīgums (context awareness). Kontekstu klasificē kā piecus W: kas ir lietotājs (who), ko lietotājs dara vai grasās darīt (what), kur atrodas lietotājs un kas ir tuvumā jeb vietzinīgums (location awareness) – šis konteksta komponents pētīts vairāk par citiem (where), laiks un ilgums (when) un visgrūtāk uztveramais – kāpēc lietotājs kaut ko dara vai vēlas darīt (why). Ir daudz uz vietzinīgumu balstītu pakalpojumu, ko var piedāvāt lietojumprogrammas, piemēram, tuvumā esošu citu ierīču atrašana un atcerēšanās, restorānu atrašana, interneta meklēšanas lokalizēšana un tā tālāk.
Vēl visuresošajai datorikai raksturīgas dabiskas saskarnes, kas ļauj sazināties ar, piemēram, balsi, žestiem vai priekšmetu starpniecību, kā arī pasīvās modalitātes – atbilstoši saskarnes fiksētajai informācijai bez apzinātām lietotāja darbībām; tās papildina aktīvās modalitātes. Visuresošās datorikas lietotnes bieži ļauj fiksēt un pārvaldīt cilvēku pieredzējumus ar foto, audio un video.
Visuresošā datorika tiek uzskatīta par datorzinātnes trešo vilni – pēc lieldatoru ēras un personālās datorikas. Visuresošajā datorikā fokuss no vienas ierīces, ar kuru lietotājs strādā, pārceļas uz pašu lietotāju ar daudzām ierīcēm ap viņu, kas sadarbojas, lai nodrošinātu lietotājpieredzi.
Mobilās ierīces var kalpot arī kā ikdienas dzīves sensori: atrašanās vietas, kustības, tuvuma noteikšana rada iespējas jauniem informācijas pieejamības, saziņas, veselības aprūpes, transporta un pilsētu pārvaldības veidiem. Lietotnes palīdz lietotājiem veikt dažādus uzdevumus. Lietotāji var skaidri nenorādīt savas vajadzības, tomēr lietojumprogrammas mācās no iepriekšējās mijiedarbības ar lietotājiem un nākotnē pielāgo savu rīcību, lai sniegtu pielāgotus pakalpojumus.
Visuresošā datorika var nodrošināt lietotājiem divas svarīgas lietotājpieredzi uzlabojošas īpašības: neredzamību un proaktivitāti. Piemēram, Amazon Go veikali Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV), kur vienīgās apzinātās darbības, ko pircēji veic, ir reģistrēšanās ar lietotni ienākot un preču izvēlēšanās un ielikšana somā; viss pārējais notiek automātiski un cilvēkiem nemanot.
Teorētiskā nozīme visuresošai datorikai ir arī kā piemērs sadalītai (distributed), paplašinātai (extended) un hibrīdai kognitīvai sistēmai, jo tajā dažādā mērā vienotā darbības ciklā tiek integrēti gan mākslīgi (skaitļojami, modelēti, inženiertehniski veidoti), gan dabiski (bioloģiski) kognitīvi resursi.
Pircēji skenē savus tālruņus pirms iepirkšanās Amazon Go veikalā, kurš ir pirmais lielais pārtikas preču mazumtirdzniecības veikals, kurā tiek izmantots "bez kases" modelis. Sietla, Vašingtonas pavalsts, ASV, 26.02.2020.
Visuresošā datorika ir datorzinātnes apakšnozare, bet tā pati ietver vairākas izteiktas apakšnozares: mobilo datoriku, ģeotelpiskās informācijas sistēmas, transportlīdzekļu sistēmas, dalītās sistēmas, valkājamas ierīces, sensoru tīklus, specializētas projektēšanas un novērtēšanas metodes (t. sk. lietojamības), programmēšanas rīkus un citas.
Visuresošās un mobilās datorikas ietvaros šobrīd ir virkne darbības jomu, kas tomēr ir vienlīdz integrētas citās nozarēs, kā cilvēka-datora saziņa (human-computer interaction), afektīvā skaitļošana (affective computing), mākslīgais intelekts, izkliedētā datorika (distributed computing), virtuālās realitātes modelēšana un pētniecība, lietu internets (internet of things) un citas.
Visuresošā datorika ir izraisījusi interesi ne tikai datorzinātnieku, bet arī psihologu, filozofu, antropologu vidū un aptver visai plašas un difūzas teorētiskās pozīcijas, taču ieņem arī būtisku vietu inovāciju modelēšanā un realizācijā.
Teorētiskās pozīcijas var iedalīt pēc tā, kāds ir ierīču mērogs, kuras tās pēta (piemēram, kabatas, ķermeņa vai vides/pilsētas mērogs), un nozares, kuru ietvaros tās izstrādātas (datorika, socioloģija, filozofija vai psiholoģija). Būtisks virziens visuresošās datorikas pētījumos ir arī infrastruktūru pētniecība, lai gan šī nozare ir attīstījusies salīdzinoši autonomi.
Cita iezīme visuresošās datorikas teorētiskajos ietvaros ir attieksme pret sākotnējo M. Vaisera pieeju, kuru nereti kritizē kā nepietiekoši cilvēkcentrētu, bet balstītu inženierzinātņu un tehnoloģiskajā perspektīvā. Saskaņā ar šo kritiku visuresošai datorikai jāveidojas par jomu, kas pārveido reālo dzīvi un ir centrēta uz lietotāju, tā sociālajiem, kultūras un estētiskajiem aspektiem.
Aktuāls jautājums ir arī lietotāja uzmanības pārvaldība un tās pētnieciba, jo visuresošās datorikas tehnoloģiju lietojums dara iespējamu uzmanības fragmentāciju, paredzot lietotāju informēšanu ar dažādu uztveres kanālu (piemēram, audiālu, vizuālu, haptisku) starpniecību par noteiktām būtiskām izmaiņām vidē; pat ja šādu paziņojumu ir maz un tie ir koordinēti ar jaudīgām sensorsistēmām, netriviāls uzdevums ir panākt optimālu cilvēka uzmanības lietojumu.
Būtiskas problēmas visuresošās datorikas jomā rezultējas juridisko un privātuma jautājumu diskusijā. Datu aizsardzība, lietotāja privātums un tā kontroles zudums, iespēja tikt izmantotam novērošanas nolūkos ir vieni no būtiskākajiem visuresošās un mobilās datorikas aktuālajiem izaicinājumiem. Kopumā tomēr jānorāda uz triju perspektīvu saistījumu visuresošās un mobilās datorikas nozares teorētiskajos ietvaros: psiholoģiskie, biznesa un sociālie izaicinājumi veido galveno teorētisko pozīciju kontekstu, kas pārsniedz datorikas ietvarus; būtiski, ka nozares attīstības sākumā tās pamatlicējs M. Vaisers to precīzi norāda.
Visuresošā un mobilā datorika ietver visplašākā spektra metodes – gan kvantitatīvas (korelatīvas un eksperimentālas), gan kvalitatīvas (piemēram, novērojums), gan hibrīdas. Īpaši jāakcentē etnogrāfisko metožu izmantojums (piemēram, viedo ierīču, māju un pilsētu lietotāju izpētei).
Būtiska loma visuresošās un mobilās datorikas metožu kopainā ir participatorai pētniecībai, kurā pētnieks un lietotājs aktīvi mijiedarbojas pētījuma gaitā.
Kvalitatīvas pētniecības metodes tiek izmantotas arī prototipu izstrādē un testēšanā, balstoties individuālos vērtējumos. Arī kultūras artefaktu izpēte, estētisko faktoru ietekmes analīze ir jomas, kas visuresošās datorikas pētniecībā tiek izmantotas.
Salīdzinoši kvantitatīva joma ir vizuālās uztveres pētniecība un uzmanības perifērijas analīze, kas ir daļēji integrēta ar daudzlietojuma (multitasking) izpēti.
Būtiska metožu kopa – gan pētnieciskiem, gan sistēmu attīstības mērķiem – ir saistīta ar uzlabojumiem kontekstuālas informācijas izguves jautājumos, kā arī ar dažādu mērogu un līmeņu darbības integrāciju visuresošās datorikas sistēmu veidošanā.
Kopēja būtiska problēma ir, no vienas puses, garantēt pētījumu ekoloģisko validitāti (t. i., to, ka pētījumi atveido normālu lietotāja rīcību ikdienas situācijās), taču, no otras puses, veikt pētījumus ticamā un vispārināmā eksperimentālā vai laboratoriskā precizitātē.
20. gadsimta 80. gadu beigās izplatījās personālo datoru izmantošana uzņēmumos, kas, atšķirībā no lieldatoriem, ļāva izmantot datoru jaudu pēc saviem ieskatiem. Tomēr pētnieki Xerox Palo Alto pētniecības centrā (Xerox PARC) un citur paredzēja nākotni, kurā katram cilvēkam būtu vairāk nekā viens dators, datori būtu iestrādāti vidē, un jau 70. gados Xerox PARC bija viens no vairākiem pētniecības centriem, kura uzdevums bija radīt tehnoloģijas “nākotnes birojam” (dažkārt tas bija paredzēts kā “elektronisks (bezpapīra) birojs”), kuras būtu progresīvas un ērtas, un lietotājiem nebūtu vajadzīga īpaša apmācība, lai tās efektīvi izmantotu.
80. gadu beigās jau ievērojami bija sarukuši ierīču izmēri, kamēr jauda palielinājusies; iegultie mikroprocesori kontrolēja daudzas elektriskās ierīces un automašīnas. Bija skaidrs, ka nākotnē cilvēka dzīvē būs pārāk daudz ierīču, lai spētu katrai veltīt pienācīgu uzmanību. Meklējot risinājumus paredzamajam informācijas pārslodzes laikmetam, Xerox PARC laboratorijas vadītājs M. Vaisers aprakstīja vīziju par “rāmu datoriku” (calm computing), kurā datoram nebūtu vajadzīga pilna uzmanība, lai to darbinātu; tā vietā informācijas tehnoloģijas “pazustu” un tiktu iedarinātas ikdienas dzīves vidē, līdz kļūtu nemanāmas. Redzējuma centrā bija uzskats, ka labākie rīki iekļaujas darba plūsmā (līdzīgi kā, piemēram, rakstāmrīki, mēbeles, elektrība) un ka darbs, nevis rīks, paliek uzmanības centrā. M. Vaisers u. c. visuresošās datorikas jomas virzītāji radīja aparatūras un programmatūras prototipus (PARC Tab, PARC Pad, Liveboard), kas atgādināja rokas, planšetdatoru un sienas izmēra datorus un displejus. Šīs ierīces izmantoja bezvadu tīklu, kura pamatā ir infrasarkanais starojums. Tā kā sistēma ļāva noteikt, kur atrodas katra ierīce, sākās uz atrašanās vietu balstītu un kontekstuālu pakalpojumu izgudrošana, tie bija mūsdienu viedtālruņu ar iespējotu GPS pakalpojumu priekšteči.
1984. gadā Tokijas Universitātē (東京大学, Tōkyō Daigaku) Japānā Kena Sakamuras (坂村健, Ken Sakamura) vadībā tika uzsākts TRON projekts, lai radītu ideālu datoru arhitektūru visiem datorizētajiem objektiem. Arī Lielbritānijā tika radītas tehnoloģijas, kas papildināja visursošās datorikas vīziju – Active badge Location System darbinieku atrašanās vietas noteikšanai ar sensoru tīkla palīdzību.
Globālā tīmekļa attīstība radīja milzīgas iespējas uzņēmumiem, un gan tehnoloģiju industrija, gan pētnieki līdz nesenam laikam maksimāli izmantoja tīmekļa potenciālu, tādēļ visuresošās datorikas attīstībai tika pievērsta mazāka uzmanība. Vienlaikus tīmekļa revolūcija palīdzēja risināt vairākus aktuālus jautājumus – piekļuve informācijai vairs neaprobežojās ar tūlīt fiziski pieejamām krātuvēm (cietais disks, zibatmiņa), turklāt to varēja darīt ar dažādām tīklā saslēgtām ierīcēm. Tomēr sistēmu sarežģītība tika uzskatīta par normu, bet “rāma” un “neredzama” datorika – par lieku greznību.
Mobilās datorikas pētījumu centrā sākotnēji bija aparatūras izmēru samazināšana, lai varētu radīt datorus, kurus var viegli pārvietot, un vēlāk – izmantot mobilās ierīces, atrodoties ceļā. Savienojamība bija saistīta ar ierīču un lietojumprogrammu izstrādi, kas ļāva lietotājiem būt tiešsaistē un sazināties pa bezvadu datu tīkliem, atrodoties kustībā. Konverģences vilnis nozīmēja jaunu digitālo mobilo ierīču veidu, piemēram, personālo digitālo palīgierīču (personal digital assistants, PDA), mobilo tālruņu, mūzikas atskaņotāju, kameru, spēļu u. c., integrēšanu hibrīdierīcēs. Diverģence bija pretēja pieeja saziņas projektēšanai, popularizējot ierīces ar specializētu funkcionalitāti. Digitālo ekosistēmu vilnis ir saistīts ar lielākām visuresošu un savstarpēji saistītu tehnoloģiju, t. sk. mobilo, struktūrām.
Apmeklētāji ar virtuālās realitātes hologrāfisko briļļu palīdzību piedzīvo izbraucienu ar laivu pa Rietumu ezeru 3. Ķīnas Starptautiskās importa izstādes laikā (China International Import Expo). Nacionālais izstāžu un sanāksmju centrs, Šanhaja, Ķīna, 05.11.2020.
Visuresošo datoriku lielā mērā virza inovācija, ko raksturo strauji mainīgs lietojums un kam ir milzīgs tirgus potenciāls un izaugsme. 2010. gada beigās pasaulē pirmo reizi tika pārdots vairāk viedtālruņu nekā personālo datoru; tas acīmredzami motivē pētniekus un izstrādātājus turpināt inovāciju un jaunu tehnoloģiju un lietojumu izstrādi. Ierīces ir aprīkotas ar daudzkodolu centrālajiem procesoriem, gigabaitiem atmiņas, Wi-Fi un mobilo sakaru komponentiem, globālās pozicionēšanas sistēmu u. c. sensoriem, un tām būs jaudīgākas informācijas glabāšanas un apstrādes iespējas nekā galddatoriem; tās nodrošina plašu personalizēto pakalpojumu klāstu, tām ir izstrādātas miljoniem lietotņu. Visuresošās datorikas straujā izaugsme saistīta ar pāreju no tehnoloģiskās uz lietderīguma un lietojamības perspektīvu.
Visuresošā datorika pakāpeniski ir padarījusi tradicionālo cilvēka-datora saziņu par nepietiekamu un neizdevīgu, savukārt sadarbības un izkliedētās tehnoloģijas, kas izmanto vairākas ierīces un mijiedarbības modalitātes, iegūst arvien lielāku uzmanību. ASV Nacionālās izlūkošanas padome uzskata globālo datoriku par vienu no tehnoloģijām, kas līdz 2025. gadam būtiski mainīs “spēles noteikumus”.
Visuresošās datorikas risinājumu pieņemšanas ātrums ir dažāds visā pasaulē. Japāna un Koreja to plaši izmanto savās ikdienas infrastruktūrās. Eiropa ir ieguldījusi līdzekļus izgudrojumu jomā, aktīvi finansējot pētniecības programmas, kamēr ASV apgrūtinātas koordinācijas dēļ nedaudz atpaliek.
Galvenās problēmas, ar kuru risināšanu nodarbojas pētnieki, ir caurspīdīguma uzlabošana – padarīt ierīču un funkciju darbību lietotājiem pēc iespējas nemanāmu; kontekstzinīgums – visuresošās datorikas sistēmas ir ļoti cieši saistītas ar konkrētiem lietotājiem, tās apkopo un glabā informāciju par lietotāja uzvedību, kontekstu, ieradumiem un plānošanu, lai varētu piedāvāt individuālas ērtības lietotājiem. Tāpat joprojām tiek risinātas problēmas, kas saistītas ar mobilitāti. Visuresošo lietotņu klātbūtni parasti panāk, izmantojot ierīces, kas pārvietojas kopā ar lietotāju, vai arī nodrošinot, ka lietotnes pārvietojas starp ierīcēm. Abos gadījumos lietojumprogrammām jāpielāgojas mainīgajai videi, kas ietver ierīču savienojumu uzturēšanu un protokola pielāgošanu mobilitātei. Neviendabīgas ierīces sarežģī lietotņu izstrādi, jo dažādām ierīcēm ir dažādas programmēšanas saskarnes, funkcionālās iespējas un citas pazīmes.
Tā kā ierīces nepārtraukti rada milzīgus neapstrādātu datu apjomus, kuri tiek izmantoti lietotņu darbībā, neprecīzi dati var radīt nepareizu konteksta informāciju un tādējādi – nepareizu lietotņu darbību; līdz ar to datu pārvaldība ir nozīmīgs pētījumu virziens.
Līdzīgi kā citās cilvēkcentrētas datorikas apakšnozarēs, pastiprināta uzmanība tiek pievērsta lietojamībai – ņemot vērā mobilitāti un ierīču heterogenitāti, to nodrošināt ir īpaši sarežģīti.
Kārnegija Mellona Universitātes (Carnegie Mellon University) pētnieki ASV veic pētījumus mākonī balstītā mobilajā datorikā, programmēšanas atbalstā kontekstzinīgā un sensoriem bagātā vidē, lietotāju kontrolētā drošībā un privātumā visuresošās datorikas apstākļos un citur. Kalifornijas Universitātes Bērklijā (University of California, Berkeley) aktuālākie pētījumu virzieni saistīti ar privātuma un drošības apdraudējumu lietotāju uztverē un tā mazināšanu. Vašingtonas Universitātē (University of Washington) tiek izstrādātas inovatīvas uztveršanas un darbību atpazīšanas sistēmas izmantošanai veselības aprūpē un citur. Oulu Universitātē (Oulun yliopisto) Somijā notiek darbs pie cilvēku uzvedības modelēšanas, fiziskās telpas papildināšanas, lietu interneta un visuresošu lietojumprogrammu un pakalpojumu sistēminženierijas. Orhūsas Universitātē (Aarhus Universitet) Dānijā starpdisciplināra pētnieku grupa galvenokārt pievēršas interaktīvām telpām un to infrastruktūrām, t. sk. sensoriem un pozicionēšanas tehnoloģijām.
IEEE Pervasive Computing (IEEE Computer Society) publicē pētījumus, produktu apskatus u. c. par dažādiem visuersošās datorikas aspektiem.
Pervasive and Mobile Computing (Elsevier) lasāmi augstas kvalitātes zinātniski raksti, kas aptver visuresošās un mobilās datorikas un sistēmu teorijas un prakses jautājumus.
International Journal of Pervasive Computing and Communications (Emerald) ir starpdisciplinārs izdevums, kurā publicētie pētījumi ietver eksperimentālus un teorētiskus rezultātus, jaunus algoritmus, projektēšanas metodoloģijas, pieredzi, gadījumu izpētes un citas tēmas.
Personal and Ubiquitous Computing (Springer London) publicē recenzētus pētījumus par jaunākajiem sasniegumiem saistībā ar personālajām un visuresošajām tehnoloģijām un pakalpojumiem, ieskaitot lietotājpieredzi, lietu internetu, lielos datus, sociālās tehnoloģijas un citus.
Nozīmīgākais pētnieks un nozares pamatlicējs ir M. Vaisers, datorzinātnieks, kurš, darbojoties Xerox PARC pētniecības centrā, izveidoja visuresošās skaitļošanas teorētisko pamatu.
Džons Sīlijs Brauns (John Seely Brown) lielā mērā turpināja M. Vaisera darbu, taču īpašu uzmanību pievērsa organizācijas līmeņa sistēmām.
Endijs Hopers (Andy Hopper), Kembridžas Universitātes (University of Cambridge) profesors, strādājis pie visuresošās datorikas pielietojumiem virknē jomu, arī pie ilgtspējīgās attīstības.
Bils Šilits (Bill Schilit), Google pētnieks, nodarbojies ar konteksta izguves jautājumiem.
Rosalinda Pikarda (Rosalind Picard), Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (Massachusetts Institute of Technology) profesore, ir afektīvās skaitļošanas pētniece.
K. Sakamura, Tojo Universitātes (東洋大学, Tōyō Daigaku) profesors, nodarbojas ar reāllaika operētājsistēmām visuresoršās datorikas vidē.
Liene Viļuma, Jurģis Šķilters "Visuresošā un mobilā datorika". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/32546-visureso%C5%A1%C4%81-un-mobil%C4%81-datorika (skatīts 27.04.2024)