Đang tải... (xem toàn văn)
Vấn đề cơ bản của tính toán rộng khắp Công nghệ thông tin bắt đầu muộn nhưng lại có sự phát triển chóng mặt. Chỉ trong vài thập kỷ, công nghệ thông tin đã đi vào cuộc sống, sản xuất và dần dần trở thành thành phần quan trọng của cuộc sống.
Ubiquitous computing Nhóm 12 MỤC LỤC 1 Ubiquitous computing Nhóm 12 1. Khái quát về tính toán rộng khắp 1.1.Hướng phát triển của máy tính trong tương lai. Công nghệ thông tin bắt đầu muộn nhưng lại có sự phát triển chóng mặt. Chỉ trong vài thập kỷ, công nghệ thông tin đã đi vào cuộc sống, sản xuất và dần dần trở thành thành phần quan trọng của cuộc sống. Sự phát triển của công nghệ thông tin gắn liền với sự phát triển về số lượng cũng như chất lượng của các thiết bị mà ta vẫn quen gọi chúng là máy tính (computer). Vào những năm 70 những chiếc máy tính có thể lớn bằng cả một tòa nhà nhưng đến những năm 80, rồi những năm 90, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ bán dẫn mà từng cá nhân đã có thể sở hữu những máy tính mạnh mẽ hơn hẳn. Với sự phát triển mạnh mẽ như vậy có một câu hỏi được đặt ra là : Trong tương lai, máy tính sẽ phát triển đến mức độ nào, máy tính sẽ phát triển theo xu hướng nào? Để trả lời câu hỏi đó, một số nhà khoa học đã đưa ra quan điểm của mình về hướng phát triển của máy tính trong tương lai. 1.1.1. Quan điểm của Mark Weiser (Ubiquitous computing) Mark Weiser (1952 – 1999) đưa ra quan điểm con người sẽ tương tác với nhiều máy tính, các máy tính này được nối mạng với nhau; máy tính xuất hiện xung quanh con người thay vì mỗi người chỉ sử dụng một vài máy tính cá nhân như hiện nay. Ông đưa ra thuật ngữ Obiquitous computing (gọi tắt là Obicomp) để chỉ xu hướng này. Ông cho rằng con người sẽ sử dụng máy tính trong các mặt của cuộc sống thường ngày, đâu đâu xung quanh chúng ta cũng sẽ có máy tính. Ngôi nhà của bạn thì cánh của cũng là máy tính – tự đóng, mở, nhận diện chủ nhân… ; bóng đèn cũng là máy tính – tự bật, tắt, sử dụng các chế độ sáng khác nhau ; … Song song với sự hiện diện của máy tính đó là việc cách sử dụng máy tính không còn là vấn đề nữa. Hiện nay mới chiếc máy tính, ta cần biết cách dùng chuột, dùng bàn phím, cài các phần mềm, chạy phần mềm như thế nào,…, nhưng trong tương lai, ta sẽ sử dụng máy tính như một thói quen sẵn có, ta sẽ không quan tâm đến việc sử dụng chúng như thế nào mà việc đó đã trở thành một thói quen, thành phản xạ của con người. Để diễn tả rõ hơn về quan điểm này Mark Weiser lấy việc phát minh ra chữ viết để so sánh với việc phát triển của máy tính. Rõ ràng hiện nay với chữ viết ta đọc, ghi thì ta sẽ quan tâm đến thông tin được truyền đạt trong chúng. Ta sẽ đọc, ghi một cách tự nhiên mà không quan tâm đến việc làm sao ta có thể đọc, ghi được chúng; ta cũng không quan tâm đến việc cấu trúc của chúng như thế nào. Việc đọc ghi đã trở thành phản xạ của con người từ sau những năm học tiểu học. Tương lai máy tính cũng giống như vậy. Ta đọc một tờ báo bằng thiết bị điện tử, ta xem tiêu đề, chọn các trang báo để mà không quan tâm đến việc làm sao ta có thể làm được như vậy, điều ta quan tâm chỉ là nó lấy cho ta được bài báo ta cần và ta đọc được nó. Việc thao tác với thiết bị đó đã trở thành thói quen của chúng ta. 2 Ubiquitous computing Nhóm 12 Hình ảnh thống kê sau cho ta thấy xu hướng phát triển của máy tính theo quan điểm trên : 1.1.2. Quan điểm của Norman (Invisible computer) Quan điểm về máy tính vô hình (Invisible computer) thực chất là sự phát triển của quan điểm của Mark Weiser. Ở đây Norman muốn nhấn mạnh việc hiện thực hóa ẩn giấu máy tính vào các vật phẩm trong đời sống. Với ví dụ về chiếc động cơ đã từng được Mark Weiser đưa ra, Norman đã giải thích quan điểm của mình dựa vào thực tế lịch sử phát triển của việc ứng dụng động cơ điện. Norman đưa ra lời quảng cáo của năm 1918 về chiếc động cơ điện đa năng. Thời đó người ta hướng đến một chiếc động cơ điện dành cho nhiều loại vật dụng, tức là bạn chỉ phải mua một chiếc động cơ điện để chạy cho quạt, máy khâu, máy hút bụi, hay bất cứ một loại máy sử dụng động cơ nào khác. Tuy nhiên thực tế phát triển ngày nay lại không như vậy. Ngày nay ta không có động cơ điện đa năng dùng cho nhiều loại máy khác nhau mà trong mỗi một loại máy ta lại có những động cơ điện với công suất, kích thước khác nhau phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng loại máy. Với máy tính hiện nay cũng vậy. Hiện nay, các máy tính được đưa ra dưới dạng máy tính đa năng, ta có thể làm rất nhiều việc với chiếc máy tính đó như soạn thảo văn bản, xem film, giải trí, truy cập thông tin… Vậy tương lai chiếc máy tính sẽ ra sao? Ta sẽ có một máy tính ngày càng nhiều chức năng, một chiếc máy tính làm được hết các công việc, đi cùng nó sẽ là sự gia tăng tính phức tạp trong việc sử dụng; hay là cũng như chiếc động cơ điện, ta sẽ có nhiều máy tính khác nhau về kích thước, về cấu hình, về hiệu năng ở trong các vật dụng khác nhau để chuyên thực hiện các chức năng khác nhau. Norman đã đưa ra ví dụ trên để bảo vệ quan điểm về những chiếc máy tính ẩn trong các đồ dùng, những chiếc máy tính vô hình của mình. 3 Ubiquitous computing Nhóm 12 1.1.3. Một số quan điểm khác Ngoài hai quan điểm trên cũng có một số quan điểm khác về sự phát triển của máy tính trong tương lai. Nhìn chung chúng đều giống nhau ở việc máy tính sẽ ngày càng tiếp cận gần hơn với đời sống cũng như trong sản xuất của con người; máy tính ngày càng nhỏ gọn, tiện dụng hơn, dễ dàng trong việc sở hữu chúng hơn. Sau đây là một số quan điểm điển hình : • Máy tính tự trị : Do Horn đưa ra năm 2000, nó để cập đến xu hướng các hệ thống máy tính sẽ tự động vận hành, tự động giám sát, tự động sửa chữa, tự động cấu hình, con người không cần thao tác với các hệ thống này. • Tính toán phổ biến (Pervasive computing) : Quan điểm này cũng tương tự với tính toán khắp nơi nhưng nó đề cập đến xu hướng di động của máy tính, tức là máy tính trở nên nhỏ gọn, có thể dễ dàng mang theo. Nó phù hợp với xu hướng phát triển của các thiết bị di động cũng như mạng di động hiện nay. • Máy tính nhúng (Embedded computing) : Quan điểm này thiên về việc thu nhỏ máy tính vào trong các vật dụng thường ngày, mỗi một máy tính sẽ đảm nhiệm công việc điều khiển vật dụng đó thực hiện các chức năng của mình. Quan điểm này dựa trên sự phát triển của các thiết bị điện tử gia đình. 1.2.Tính toán rộng khắp là gì? 1.2.1. Khái niệm Tính toán rộng khắp (Ubiquitous computing) là thuật ngữ dùng để chỉ xu hướng phát triển của hệ thống máy tính, hệ thống tính toán theo hướng máy tính cũng như các xử lý tính toán sẽ có mặt ở tất cả mọi nơi. Mark Weiser, người được xem như là cha đẻ của thuật ngữ này đề cập đến ba làn sóng của sự phát triển máy tính, trong đó Ubicomp được coi như làn sóng thứ 3. Đầu tiên là từ những máy tính lớn chia sẻ cho nhiều người sử dụng ; tiếp theo đó là thời đại của máy tính cá nhân (thời đại hiện nay) mà máy tính phục vụ cho một hoặc một nhóm người sử dụng ; cuối cùng là Ubicomp khi mà công nghệ đã ẩn vào cuộc sống, "làm nền" cho cuộc sống, khi mà con người giao tiếp với nhiều máy tính là một điều bình thường trong cuộc sống. 1.2.2. Ubicomp vs. Virtual reality Để làm rõ hơn về đặc điểm của Ubicomp ta sẽ so sánh Ubicomp với kỹ thuật đối lập với nó là virtual reality (VR) – hiện thực ảo. Điểm khác nhau cơ bản nhất giữa Ubicomp và VR đó chính là : VR đưa thế giới thực vào máy tính trong khi Ubicomp đưa máy tính vào thế giới thực. VR dựa trên mô hình phức tạp của thế giới đang tồn tại, từ đó mã hóa, mô phỏng lại không chỉ dưới dạng hình ảnh ba chiều mà còn gồm các thông số chuyển động, môi trường khác vào thế giới ảo, vào các máy tính. Khi đó ta có thể tác động vào các phần mô phỏng đó và thu được kết quả như việc ta tác động tương tự vào thế giới thật. Điều này giúp chúng ta thực hiện được nhiều thử nghiệm, cho ta những kết quả khác nhau mà không cần tác động trực tiếp vào thế giới thật, từ đó đưa ra phương án tác động 4 Ubiquitous computing Nhóm 12 cho ta kết quả mà ta mong muốn nhất. Trong khi đó Ubicomp thì ngược lại. Đó là việc ta đưa máy tính vào các vật dụng của thế giới thật để máy tính giúp chúng ta thực hiện các công việc đối với thế giới thật. Máy tính sẽ điều khiển, thực hiện các yêu cầu của chúng ta đối với các vật dụng đó. Điều này giúp chúng ta đơn giản hóa cũng như nâng cao hiệu suất của việc tác động vào thế giới thật. Hình ảnh sau minh họa sự khác biệ này : 1.3.Vai trò của tính toán rộng khắp Tính toán rộng khắp có vai trò lớn trong việc định hướng phát triển của máy tính nói riêng và công nghệ thông tin nói chung. Nó đưa ra hướng phát triển thực tế nhằm vào việc ứng dụng khoa học máy tính để cải thiện đời sống của con người. Đó là xu hướng chung của các loại khoa học công nghệ. Xu hướng này là xu hướng thực tế và đã có những ứng dụng cụ thể cũng như đưa ra được những chứng minh xác nhận khả năng có thể đạt được với sự phát triển của máy tính hiện nay. Tính toán rộng khắp giúp con người đơn giản hóa việc sử dụng, giao tiếp với máy tính ; giúp các công việc có tính chất lặp đi lặp lại được thực hiện hoàn toàn tự động, qua đó làm giảm chi phí lao động cũng như nâng cao hiệu suất lao động của con người. 5 Ubiquitous computing Nhóm 12 2. Vấn đề cơ bản của tính toán rộng khắp Chương này sẽ đưa ra một số vấn đề đặt ra trong tính toán rộng khắp. Với việc phát triển của tính toán rộng khắp ta sẽ phải quan tâm đến những vấn đề gì. Sau đây là 7 vấn đề cơ bản gặp phải cũng có thể coi là 7 thách thức của tính toán rộng khắp. Tuy nhiên do khuôn khổ bài tiểu luận có hạn nên ta sẽ chỉ trình bày sơ lược về các vấn đề, lý do mà ta cần quan tâm đến các vấn đề này chứ không đi vào cụ thể phương pháp, kỹ thuật để giải quyết các vấn đề. 2.1.Tính cá nhân trong tính toán rộng khắp (Privacy in Ubiquitous Computing). Tính cá nhân – privacy – là vấn đề đầu tiên được nhắc đến trong tính toán rộng khắp. Tuy tính cá nhân được đề cập đến trước khi ra đời thuật ngữ Ubicomp nhưng trong Ubicomp nó mới trở thành vấn đề trọng yếu cần quan tâm. Tại sao lại như vậy? Ubicomp là xu hướng mà mỗi cá nhân đề thao tác với nhiều máy tính, do đó ta không thể tránh khỏi việc để lại các thông tin, các dữ liệu mang tính cá nhân như sở thích, thói quen, chiều cao, thời gian làm việc… Các dữ liệu này khi được sử dụng trên nhiều máy tính sẽ làm tăng nguy cơ bị đánh cắp nhằm phục vụ cho mục đích xấu. Khi tính toán rộng khắp phát triển, đồng nghĩa với việc sự liên kết giữa các máy tính ngày càng nhiều và phức tạp, điều đó cũng đặt ra thách thức về việc bảo vệ tính cá nhân. Một công ty muốn phục vụ tốt nhu cầu của khách hàng thì mong muốn thu thập các thông tin về khách hàng. Nhưng điều gì đảm bảo việc các thông tin đó được lưu trữ và sử dụng cho mục đích mà khách hàng mong muốn trong khi hệ thống thu thập thông tin không chỉ phục vụ riêng cho công ty đó. Hiện nay khi chúng ta sử dụng một máy tính kết nối mạng internet, ta vào các trang mua sắm, các trang giao dịch trực tuyến, các thông tin cá nhân trở nên hết sức nhạy cảm. Vậy hãy thử tưởng tượng ta không chỉ đang sử dụng một máy tính mà là hàng trăm thậm chí hàng nghìn máy tính trong cuộc sống thường ngày, mọi hoạt động, thói quen sinh hoạt đều tác động vào máy tính và đều có thể được lưu trữ lại. Vậy thì thông tin cá nhân càng trở nên nhạy cảm như thế nào. Ubicomp đặt ra một bài toán khó với tính cá nhân. Việc quy định thông tin như thế nào là thuộc về cá nhân, thông tin nào chính phủ hay nhà quản lý được phép khai thác, thông tin nào có thể chia sẻ,… đã đặt ra yêu cầu có một quy định cụ thể, yêu cầu có một sự hiểu biết cả từ phía người sử dụng về tính cá nhân, yêu cầu có một cơ chế để quản lý và truy cập các thông tin này. Đây là một thách thức không nhỏ cho Ubicomp. 2.2.Các lĩnh vực cần tìm hiểu trong tính toán rộng khắp (Ubiquitous Computing Field Studies). Vấn đề thứ hai ở đây ta có thể hiểu sát hơn là tìm hiểu các lĩnh vực cần ứng dụng tính toán rộng khắp. Tức là chúng ta cần nghiên cứu, tìm hiểu với trình độ khoa học kỹ thuật hiện thời, lĩnh vực nào trong đời sống hàng ngày có thể ứng dụng Ubicomp và ứng dụng như thế nào. 6 Ubiquitous computing Nhóm 12 Khoa học công nghệ nói chung và Ubicomp nói riêng đều nhằm mục đích phục vụ và nâng cao đời sống của con người. Vậy vấn đề được đặt ra là hiện nay chúng ta có nhu cầu gì, nhu cầu đó có được đáp ứng tốt hơn khi ứng dụng tính toán rộng khắp. Đây là một thách thức đặt ra cho chính sự tồn tại và phát triển của Ubicomp. Trong vấn đề thứ hai này, có ba câu hỏi cơ bản được đặt ra và yêu cầu cần phài giải quyết. • Một là con người hiện tại đang làm gì? Đây là câu hỏi được đặt ra nhằm nghiên cứu công việc thường ngày cũng như nhu cầu hiện tại của con người. Trả lời được câu hỏi này cũng tức là trả lời được Ubicomp sẽ được ứng dụng vào lĩnh vực nào, vào hoạt động nào của con người. • Hai là công nghệ đang được nghiên cứu có phục vụ được đúng nhu cầu thực tế? Đây là câu hỏi hướng tới tính khả thi của việc phát triển công nghệ mới, xác định đúng hướng phát triển và ứng dụng của Ubicomp. Nó mang tính quyết định đến sự đúng đắn khi phát triển Ubicomp trên các lĩnh vực khác nhau. • Ba là làm thế nào để người dùng chấp nhận và sử dụng công nghệ mới? Đây là vấn đề liên quan đến tính lâu dài và phổ biến của Ubicomp. Ubicomp nhằm giúp con người thuận tiện hơn trong đời sống, nếu nó làm phức tạp lên các thao tác của con người thì sẽ không ai chịu thay đổi thói quen cũ để sử dụng nó cả. Vì vậy yêu cầu đặt ra là phải có phương pháp để người dùng chấp nhận sử dụng các công nghệ mới mà việc làm quen cũng như sử dụng nó dễ dàng và thuận tiện hơn. 2.3.Dân tộc học trong tính toán rộng khắp (Ethnography in Ubiquitous Computing) Tính dân tộc học ở đây ta có thể hiểu thực chất là văn hóa và quan niệm. Mỗi một vùng, một dân tộc có quan niệm và văn hóa khác nhau, cũng tức là có hành động và cách xử sự khác nhau. Trong khi đó Ubicomp đi vào việc đưa máy tính vào các công việc cũng như lĩnh vực trong đời sống, do đó nó cũng khác nhau đối với từng dân tộc, từng nét văn hóa. Để phát triển được Ubicomp trong đời sống, ta phải nghiên cứu được thói quen, các hoạt động của con người trong đời sống thường ngày. Mà kết quả của việc nghiên cứu này khác nhau đối với các dân tộc khác nhau. Trong khi đó việc nghiên cứu này chiếm một chi phí không hề nhỏ. Điều đó đặt ra một thách thức lớn đối với Ubicomp. Ta khó có thể tìm ra được cách giao tiếp chung để tất cả mọi người đều sử dụng nó một cách thuận tiện. Lấy ví dụ đơn giản về điều khiển giao thông : ở Việt Nam mọi người có thói quen đi bên phải đường nhưng ở Anh mọi người lại đi bên trái đường. Vậy hệ thống điều khiển giao thông ở Việt Nam phải hướng con người đi về bên phải mà ở Anh thì phải ngược lại. Tổng quát lên, tính dân tộc là một thách thức lớn đối với việc ứng dùng và phát triển Ubicomp. 7 Ubiquitous computing Nhóm 12 2.4.Giao diện người dùng trong tính toán rộng khắp (Ubiquitous User Interface). Như ta đã biết, khi ta sử dụng máy tính thì để người dùng và máy tính hiểu được nhau ta phải giao tiếp thông qua UI – user interface. Hiện nay với việc sử dụng máy tính cá nhân ta chủ yếu sử dụng GUI – graphich user interface – giúp ta có một cái nhìn trực quan trên màn hình để giao tiếp với máy tính. Tuy nhiên trong Ubicomp ta lại giao tiếp với rất nhiều máy tính mà không phải máy tính nào cũng có màn hình để sử dụng GUI. Hơn nữa ta còn tương tác với nhiều loại thiết bị khác nhau. Vậy làm sao để giao diện với người sử dụng trở nên đơn giản, thuận tiện trong khi số lượng cũng như chức năng của các thiết bị là vô cùng lớn. Đồng thời kéo theo đó là sự liên lạc và hiểu nhau giữa các thiết bị. Với việc giao tiếp với người dùng khác nhau đồng nghĩa với việc tín hiệu và xử lý được đưa ra là khác nhau. Vậy các thiết bị làm sao để hiểu được nhau. Điều đó đặt ra vấn đề về thiết kế UUI. Nhằm tính thống nhất về UUI cũng như thuận tiện trong việc giao tiếp với người dùng vào giao tiếp giữa các thiết bị, người ta đã đưa ra một số luật trong việc thiết kế một UUI. (chi tiết xem thêm tài liệu [3]). Các luật này nhằm giúp cho việc một UUI được đưa ra đảm bảo được nhu cầu của người sử dụng và thích hợp trong việc tích hợp các hệ thống mới vào hệ thống đã có. 2.5.Vị trí trong tính toán rộng khắp (Location in Ubiquitous Computing). Vị trí và vấn đề định vị luôn là một vấn đề quan trọng trong Ubicomp. Như ta đã biết trong Ubicomp thì con người tương tác với nhiều máy tính ở những địa điểm khác nhau. Đồng thời các thiết bị thực hiện công việc cũng ở những địa điểm khác nhau. Điều đó đặt ra nhu cầu về xác định vị trí của các thiết bị. Xác định vị trí cũng như công nghệ để xác định vị trí trong Ubicomp được quan tâm rất nhiều. Nhờ nó mà ta có thể điều khiển được các thiết bị một cách chính xác cũng như tiết kiệm được chi phí. Ta lấy một ví dụ đơn giản : nếu ta cần điều khiển một chiếc xe ô tô tự tham gia giao thông thì thông tin về chiếc xe, về lộ trình, về các chiếc xe khác đều phải rất chính xác và phải được cập nhật liên tục. Khi đó ta cần một công nghệ và chi phí nhiều hơn cho việc định vị này. Tuy nhiên nếu ta chỉ cần điều khiển một chiếc bóng đèn trong nhà thì thông tin về vị trí sẽ ít cần cập nhật hơn và ta sẽ cần ít chi phí hơn. Mặt khác, xác định vị trí cũng xác định được tầm quan trọng của các thiết bị trong Ubicomp. Ví trí ít chịu tương tác cũng như ít giao tiếp với người sử dụng và hệ thống thì ta có thể sử dụng thiết bị ít nhạy bén hơn và ngược lại. Thêm vào đó là việc các thiết bị trong Ubicomp có tính di động cao thì ta cần nhiều thông tin định vị hơn các thiết bị có tính di động thấp. Nói chung, vấn đề định vị là một vấn đề quan trọng trong Ubicomp và có nhiều nhà nghiên cứu cũng như nhiều giải pháp cho vấn đề này. Tuy nhiên trong khuôn khổ bài tiểu luận này ta sẽ không đề cập đến chúng. 8 Ubiquitous computing Nhóm 12 2.6.Xác định bối cảnh trong tính toán rộng khắp (Context-Aware Computing) Trong Ubicomp thì việc xác định bối cảnh là một việc hết sức quan trọng. Khi ta sử dụng máy tính thường ngày ta ít khi quan tâm đến bối cảnh. Vì khi ta sử dụng máy tính chủ yếu là ngồi trước máy, sử dụng bàn phím và chuột để thực hiện một chương trình với mục đích có sẵn. Tính bối cảnh ở đây không được đề cao. Việc này hoàn toàn thay đổi trong Ubicomp. Với Ubicomp chúng ta tương tác với máy tính ở trong những thời điểm khác nhau với những hoàn cảnh khác nhau. Có thể chúng ta làm cùng một công việc nhưng tại những hoàn cảnh khác nhau thì ta mong muốn có những kết quả khác nhau. Ví dụ : cùng là một việc truyền đi một thông tin, với bạn bè ta mong muốn câu từ thân thiết, với cấp trên ta mong muốn câu từ thể hiện sự kính trọng… Như vậy để Ubicomp có thể xâm nhập được vào đời sống của con người thì ta cần phải hiểu được bối cảnh của công việc. Ubicomp hướng đến việc gần gũi với người sử dụng, hướng đến việc con người quen với việc sử dụng máy tính như một thói quen. Vì vậy việc tính toán bối cảnh được đặt ra như một yêu cầu tất yếu của Ubicomp. Nó mang tính quyết định việc linh hoạt và tính ứng dụng rộng khắp của Ubicomp. Đồng thời nó cũng nhằm mục đích nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Tuy nhiên, xác định bối cảnh là một bài toán khó, nó yêu cầu rất nhiều đầu vào và xử lý, do đó tùy từng trường hợp mà ta sẽ có những kỹ thuật nhất định để giải quyết bài toán này. 2.7.Xử lý tuần tự các dữ liệu cảm ứng (Processing Sequential Sensor Data). Trong Ubicomp thì vai trò của các bộ cảm ứng (sensor) là rất quan trọng. Trong Ubicomp ngoài việc xử lý các yêu cầu của con người thì bài toán xác định bối cảnh, xác định vị trí là những bài toán không thể thiếu, mà đầu vào của các bài toán này chính là các dữ liệu của bộ cảm ứng. Đa phần trong thực tế các dữ liệu cảm ứng là dữ liệu tuần tự tức là chúng được lấy theo trình tự thời gian. Vì vậy vấn đề đặt ra cho Ubicomp là việc xử lý các dữ liệu này. Trong thực tế, các dữ liệu từ bộ cảm ứng không thể đảm bảo được tính chính xác hoàn toàn do lỗi thiết bị phần cứng. Do đó Ubicomp cần phải có tính chịu lỗi và sửa lỗi các tín hiệu này. Đồng thời việc các thiết bị cảm ứng thu vào các dữ liệu rời rạc theo thời gian nên nhiều lúc ta cần phải tổng hợp lại các dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định để đưa ra được các xử lý chính xác. Ví dụ : khi ta điều khiển chiếc ô tô thì dữ liệu về tốc độ của ô tô ta lấy ra được bằng cách xử lý một chuỗi các dữ liệu về địa điểm của ô tô trong một khoảng thời gian ngắn. Từ đó ta có thể tính toán ra tốc độ tức thời của ô tô đó. Khi Ubicomp càng phát triển, tức là máy tính càng thông minh hơn, cuộc sống của con người càng thoải mái hơn thì tầm quan trọng của các dữ liệu cảm ứng càng cao hơn. Thêm vào đó là độ phức tạp cũng như số lượng loại tín hiệu sẽ càng cao lên. Do đó đòi hỏi của việc xử lý các dữ liệu này càng trở nên cấp thiết và đóng vai trò quan trọng trong Ubicomp. 9 Ubiquitous computing Nhóm 12 3. Mô hình ngôi nhà thông minh – smart home 3.1.Khái quát ý tưởng smart home Trong cuộc sống thường ngày, ta thường phải lặp đi lặp lại các thao tác trong ngôi nhà của chính mình như : mở, đóng, khóa cửa; tắt, bật đèn; bật bếp nấu nướng; … tuy nhiên đôi lúc các thao tác này cho ta kết quả không được như ý muốn. Ví dụ : ta muốn bật đèn xem tivi thì ta muốn đèn tối hơn một chút để tạo cảm giác, ta muốn đọc báo thì lại phải sáng hơn. Điều này khó có thể thực hiện được với một bóng đèn thông thường tại gia đình. Thêm vào đó việc lặp đi lặp lại các thao tác khiến cho ta có một ý nghĩ rằng : nếu chúng được thực hiện một cách tự động thì chúng ta sẽ tiết kiệm được rất nhiều công sức. Từ nhu cầu đó mà ta có ý tưởng về smart home. Ngôi nhà thông minh (tiếng Anh: smart-home hoặc intelli-home, home automation) được hiểu là một ngôi nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có chức năng vận hành một cách tự động hoàn toàn hoặc theo sự sắp xếp sẵn của chủ nhân, trong đó chúng thay thế con người trong một số thao tác quản lý, điều khiển… Trong smart home các đồ dùng trong nhà như các thiết bị phòng ngủ, phòng khách, nhà bếp… đều được gắn các thiết bị điều khiển có thể thông tin liên lạc được với nhau, chúng cho phép chủ nhân điều khiển, lập lịch hoạt động. Điều đáng chú ý ở đây là các thiết bị này có thể liên lạc với nhau để cùng thực hiện các thao tác của một công việc nào đó. Điều này thể hiện rõ nét nhất tính Ubicomp. Mỗi một thiết bị đều như một chiếc máy tính thu nhỏ, có sự độc lập nhất định và hiểu biết nhất định. 3.2.Ưu điểm của smart home Smart home sử dụng các thiết bị và công nghệ tự động hóa, thông minh hóa, giúp cho con người nhàn hạ hơn trong sinh hoạt hằng ngày. Điều này giúp cho chủ nhân căn nhà tận hưởng sự tiện nghi của cuộc sống và dễ dàng quản lý ngôi nhà của mình hơn. Ta có thể điều khiển căn nhà của mình dù ở bất kỳ chỗ nào. Ta sẽ không còn gặp các rắc rối như việc mở của cho người quen khi không ở nhà hay khi ta về nhà trong trời tối mà ta phải lần tìm công tắc điện để bật sáng căn phòng. Ta cũng không cần phải quan tâm đến việc bật nước nóng trước khi tắm hay phải để ý tắt các thiết bị điện khi ra khỏi nhà. Tất cả đều sẽ được thực hiện tự động và theo lịch trình được đặt sẵn. Ta cũng có thể điều khiển chúng chỉ với một thiết bị điều khiển cầm tay duy nhất. Các thiết bị trong smart home có khả năng kết nối và trao đổi thông tin lẫn nhau để thực hiện một công việc phức tạp. Điều đó cho phép chúng ta thực hiện việc nhà từ đơn giản đến phức tạp, từ lau dọn đến việc nấu ăn một cách tự động trong khi nếu ta làm băng tay sẽ tốn nhiều công sức và thao tác. Smart home không chỉ là công nghệ đóng kín trong một ngôi mà mà nó còn cho phép mở rộng việc thông minh hóa bất kỳ không gian nào từ văn phòng, nhà hàng, nhà xưởng hay các khu 10 [...]... quan nhất về tính toán rộng khắp đồng thời cũng đưa ra một ứng dụng cụ thể mà khoa học hiện nay đang phát triển đó là smart home Trong khuôn khổ bài tiểu luận cũng không thể đề cập được đến tất cả các khía cạnh của tính toán rộng khắp nhất là khía cạnh thách thức về công nghệ của tính toán rộng khắp Do bài tiểu luận được thực hiện dựa trên khả năng hiểu biết cũng như đọc hiểu một số tài liệu của người... hiệu, cũng tức là có khả năng tính toán Với việc thiết bị tính toán ở các vật dụng trong gia đình tức là vật dụng nào con người cần tác động đến thì ở đó có máy tính, có sự hiện diện của tính toán Khi đó ta có thuật ngữ tính toán rộng khắp 3.4.Một số thiết bị của smart home trong thực tế Trước hết ta sẽ nhìn qua hình ảnh mô hình ngôi nhà thông minh Hình ảnh sau chỉ mang tính chất minh họa Trong thực... 12 vực công cộng Với sự mở rộng này khoa học công nghệ thật sự làm cho cuộc sống của con người dễ dàng, tiện lợi hơn 3.3 .Tính toán rộng khắp trong smart home Trước hết ta sẽ xem xét smart home có phải là một mô hình của tính toán rộng khắp hay không Thật vậy, Ubicomp là xu hướng mà một người sẽ tương tác với nhiều máy tính khác nhau, trong đó các máy tính đi vào đời sống của con người mà con người... nhưng một bộ đếm thời gian để chạy lịch được lập sẵn đến phức tạp như một chiếc máy tính, có khả năng nhận các tín hiệu bên ngoài, tính toán và đưa ra các xử lý tương ứng với từng hoàn cảnh Bộ phận điều khiển chính là thể hiện rõ ràng nhất của tính toán rộng khắp trong smart home Nó thể hiện việc xử lý tín hiệu (cần tính toán) chứ không chỉ đơn thuần là phản ứng lại với tín hiệu theo dạng trạng thái (ví... bình thường ta đều có thể thấy nhưng trong smart home chúng chỉ có bề ngoài và chức năng giống như vậy nhưng thực chất bên trong chúng được nối đến với bộ phận điều khiển và từ đó thực hiện các chức năng của chúng một cách tự động hoặc bán tự động theo sự điều khiển của chủ nhân ngôi nhà Đây cũng là những thiết bị gần với con người nhất, là thiết bị thể hiện kết quả của việc tính toán rộng khắp trong smart... nhiều thiết bị hơn và độ “thông minh” của ngôi nhà sẽ được đánh giá dựa trên số lượng, độ thông minh, tính kết nối của các thiết bị trong ngôi nhà đó Hình ảnh sơ đồ smart home : 11 Ubiquitous computing Nhóm 12 Ta sẽ cùng tìm hiểu về một số thiết bị của smart home trong thực tế qua một số nhóm thiết bị cơ bản (Lưu ý : việc phân loại các thiết bị dựa trên hiểu biết của người viết nên có thể còn thiếu sót... sử dụng nó một cách tự nhiên, thuận tiện Trong smart home thì mỗi một thiết bị điện tử trong nhà đều có thể coi là một máy tính Chúng có khả năng vận hành tự động hoặc theo lịch được sắp sẵn, có khả năng trao đổi thông tin với nhau, tức là chúng có khả năng tính toán Theo một nghĩa nào đó chúng là một máy tính Con người sống trong smart home sẽ sử dụng các thiết bị này một cách dễ dàng, thuận tiện Ubicomp... thiết bị là một khối riêng biệt thì việc thông minh hóa ngôi nhà chẳng khác gì việc cơ giới hóa, tức là chúng ta thay một số máy móc đơn giản vào các bộ phận của ngôi nhà Smart home cần phải tự phản ứng lại được với sự thay đổi của hoàn cảnh xung quanh, một số công việc cần phải được thực hiện tự động mà nhiều khi đầu vào của các xử lý đó phải được lấy từ các thiết bị khác nhau Mặt khác để có thể điều... người làm nên không thể tránh khỏi những quan điểm cá nhân và còn có nhiều sai sót Hi vọng rằng bài tiểu luận có thể đưa đến cho người đọc có được một bức tranh khái quát, một hình ảnh tổng thể về tính toán rộng khắp Xin chân thành cám ơn 14 Ubiquitous computing Nhóm 12 5 Danh mục tài liệu tham khảo [Book] [1] Stefan Poslad, UbiquitousComputing SmartDevices, Environments and Interactions, A John Wiley... thiết bị kết nối và truyền dẫn qua mạng Các thiết bị thuộc nhóm này có thể kể đến là : các thiết bị biến đổi điện năng (đề phù hợp với từng thiết bị một với cùng một nguồn điện đầu vào); các thiết bị biến đổi tín hiệu (để các thiết bị có thể hiểu được nhau); các thiết bị kết nối mạng máy tính; … 3.4.3 Nhóm các thiết bị đầu cuối Đây là nhóm các thiết bị hoặc là lấy tín hiệu làm tín hiệu đầu vào cho bộ phận