На что способны сенсоры

Что умеют «воспринимать» компьютеры? Если коротко — гораздо больше, чем мы с вами. Они могут распознавать звук, свет, касание, различные типы движения, считывать биометрические данные вроде сердцебиения и отпечатков пальцев, измерять скорость потока жидкостей, атмосферное давление, радиацию, температуру, расстояние и засекать местоположение1.

Сколь бы удивительными ни были возможности человеческих органов восприятия, компьютеры лучше справляются с измерением веса и пространственных параметров, так как обладают безграничным терпением и могут быть настроены на значительно большую точность замеров. Человек видит лишь в небольшом отрезке спектра и слышит только в малом диапазоне частот. Пусть порой мне кажется, что у моего отца в голове компас, все же большинство из нас, оказавшись в незнакомом месте, рискует безнадежно заблудиться без указателей и GPS.

Что из воспринимаемого человеком не может быть считано машиной? Современные системы не очень надежны в том, что касается распознавания и толкования особенностей мимики, жестов и эмоций, хотя технологии в этой области сейчас переживают бурный рост и алгоритмы улучшаются.

При этом мы все же можем встроить датчики в предметы обихода в целях сделать волшебными последние. Из датчиков самыми дешевыми являются выключатели (они встроены в GlowCap), светочувствительные диоды (они позволяют SunSprite измерять освещенность) и акселерометры. Браслет Nike FuelBand отслеживает физические упражнения при помощи встроенного акселерометра. В процессе бега датчик распознает периоды, когда ступня находится в движении, и замеряет время ее соприкосновения с землей. Рассчитывая таким образом ваш шаг, браслет может измерять пройденную дистанцию. Он показывает количество шагов, сожженных калорий и единиц под названием «fuel points» (буквально — «топливные баллы»), которые уже являются собственным изобретением Nike. Если представить соотношение «работа/цена» для датчиков в виде графика, то на другом его конце окажется Google Chauffeur (ПО для машины с автопилотом), который функционирует на основе системы лазерных оптических датчиков LIDAR стоимостью $100 000. Эти фантастические датчики пучком лазерных лучей 60 раз в секунду сканируют находящиеся поблизости здания, людей и автомобили, чтобы создать трехмерную карту пространства.

В любом измерении, в любой своей ипостаси человеческие органы восприятия уступают технологиям в точности и, разумеется, терпении. Исключение составляют только обоняние и вкус. Современные технологии позволяют видеть в темноте, используя инфракрасную часть спектра или сонары, подобно дельфинам и летучим мышам. Специализированные датчики лучше распознают звуковые волны в большем диапазоне частот (например, низкочастотные сейсмические датчики). Они также обладают чувствительностью в областях, целиком недоступных человеку, как, например, антенны, улавливающие радиосигналы, и вышки сотовой связи. Что уж говорить о почти непостижимых скоростях, с которыми работают гигабитные оптоволоконные кабели, в одно мгновение передающие куски информации размером с энциклопедию на другой конец земного шара.

В отличие от человека искусственные системы плохо справляются с комбинированием данных из разных каналов восприятия. Разработка обучаемых систем — это довольно сложная задача сама по себе, а создание таких, которые могут «отделять зерна от плевел», еще сложнее. Искусственные системы часто оказываются недостаточно гибкими и адаптивными для автоматического отсеивания лишней информации. Они плохо «понимают» разницу между явлением важным и просто выбивающимся из статистики. Поэтому разработчики делают упор на сильные стороны технологий — их безграничное терпение, точность и огромный объем памяти, чтобы потом соединить эти свойства с гением человеческого разума, с его способностью к синтезу идей и творческому прозрению. В результате этого союза человека и машины волшебные объекты дадут нам больше возможностей. Больше всезнания, больше телепатии, бессмертия, неуязвимости, телепортации и самовыражения.

 

Неизбежные издержки

Нам редко подворачивается возможность отразить все аспекты очарования в одном объекте. В процессе разработки серийного продукта, а не воображаемых солнечных колесниц и ковров-самолетов, всегда приходится идти на компромиссы.

Компания Millennial Net специализируется на разработке особого типа коммуникации между компьютерами, который называется «многосвязная сеть». Концептуально эта технология просто великолепна. Каждый узел сети передает информацию по принципу распространения слухов — каждый человек, услышавший сплетню, пересказывает ее соседу, и вскоре о произошедшем узнают все. Не существует заданного маршрута передачи информации, все происходит сугубо ситуативно без какой-либо иерархии связей, благодаря чему сеть работает стабильно даже при высоких нагрузках. В отличие от звездообразных топологий эта система не рухнет из-за одной-единственной точки отказа.

Мне довелось пообщаться с основателем и главой технологического отдела Millennial Net Сокву Рии во время конференции в Кембридже, посвященной проблемам Интернета вещей. В своем выступлении он описывал, как сети беспроводных датчиков используются в медицине, энергетике, транспортной отрасли, сельском хозяйстве, инфраструктурных проектах, строительстве и военной сфере. Он также подчеркнул, что разработчику всегда приходится идти на уступки при создании таких систем. Идеальная беспроводная сеть должна обладать шестью совершенными качествами: надежность, масштабируемость, размерность, мощность, пропускная способность и безопасность. Однако законы физики и науки об информации накладывают свои ограничения. Улучшая один из параметров, разработчикам неизбежно приходится жертвовать производительностью другого.

Нам пришлось пойти на подобные уступки в процессе создания GlowCap. Решив, что срок работы батареи в нашем «умном» пузырьке с лекарствами должен быть не меньше года, мы были вынуждены убавить яркость диодов, частоту их пульсации (крышка моргает раз в секунду на протяжении максимум четырех часов в день) и дальность сигнала (база Vitality Hub, подключенная к телефонной линии, должна находиться не далее 30 м от передатчика), чтобы батарея не садилась слишком быстро.

Основатель Millennial Net, однако, не упомянул еще два фактора, оказывающих значительное влияние на разработку того или иного продукта: размеры и конечная стоимость. К примеру, iPhone компенсирует малый объем батареи (ее едва хватает на день работы) за счет эстетики, в которой выполнен его тонкий корпус. Apple делает наценку за дизайн, но пользователи в итоге доплачивают дважды: один раз — деньгами, а другой раз — удобством обращения с продуктом. Если бы Apple согласилась разменять эстетику на функциональность и поступилась бы 5 мм толщины корпуса ради более емкой батареи, сохранился бы ее более высокий, чем у Samsung, ценник? Вероятно, нет.