Ambiente inteligente - Intelligent environment

Ambientes inteligentes ( IE ) são espaços com sistemas integrados e tecnologias de informação e comunicação, criando espaços interativos que trazem a computação para o mundo físico e aprimoram as experiências dos ocupantes. "Ambientes inteligentes são espaços nos quais a computação é usada sem problemas para melhorar a atividade comum. Uma das forças motrizes por trás do interesse emergente em ambientes altamente interativos é tornar os computadores não apenas genuínos amigáveis ​​ao usuário, mas também essencialmente invisíveis para o usuário".

Os IEs descrevem ambientes físicos nos quais as tecnologias de informação e comunicação e os sistemas de sensores desaparecem à medida que se tornam embutidos em objetos físicos, infraestruturas e nos arredores em que vivemos, viajamos e trabalhamos. O objetivo aqui é permitir que os computadores participem de atividades nunca antes envolvidas e permitir que as pessoas interajam com os computadores por meio de gestos , voz, movimento e contexto .

Origens

Figura conceitual do Espaço Inteligente (por J.-H. Lee e H. Hashimoto)

A ideia de ter uma inteligência artificial capaz de gerenciar um ambiente, coletar dados e responder em conseqüência é mais antiga do que poderíamos esperar. No romance 2001: Uma Odisséia no Espaço de 1968, muito antes da revolução dos microcomputadores , você tem o personagem fictício HAL 9000 , um computador capaz de controlar os diferentes sensores e sistemas do ambiente e usá-los como extensões de si mesmo. O personagem Proteus do romance Demon Seed de 1973 também retrata as mesmas características de uma inteligência artificial controlando um ambiente embutido. Na época em que esses dois romances foram lançados, a ideia de um computador controlando o ambiente que nos rodeia não era amplamente aceita pela comunidade, já que ambos os personagens desempenhavam o papel de máquinas do mal cujos únicos objetivos incluíam o controle sobre os humanos.

O termo 'ambientes inteligentes' é um conceito e expressão originalmente criado por Peter Droege para sua publicação homônima da Elsevier de 1997, um projeto iniciado em 1986: Ambientes inteligentes - Aspectos espaciais da revolução da informação https://www.sciencedirect.com/ livro / 9780444823328 / ambientes inteligentes . O projeto de 1986 foi sua entrada vencedora na competição Campus City Kawasaki no Japão, buscando aplicar os benefícios da tecnologia da informação e telecomunicações avançadas a uma cidade inteira, seu fortalecimento social, prosperidade transindustrial e, acima de tudo, seu resgate ambiental.

Somente em 1991, com a introdução da computação ubíqua por Mark Weiser , começamos a ver uma inclinação da comunidade científica para estudar a área da computação fora da máquina típica com um teclado e uma tela. Tornou-se algo que poderia ser potencialmente implementado em qualquer coisa que nos rodeia, propondo o acesso casual à computação para qualquer usuário. Em 1996, o Laboratório Hashimoto da Universidade de Tóquio desenvolveu a primeira pesquisa em espaços inteligentes. J.-H. Lee e H. Hashimoto projetaram uma sala com um sensor de rastreamento tridimensional caseiro e robôs móveis, tudo conectado a uma rede. A ideia era que os robôs apoiassem a pessoa na sala em diferentes tarefas com o auxílio de câmeras de visão e aparelhos de computador, tornando-se um dos primeiros ambientes inteligentes.

No início, os espaços inteligentes foram projetados com o único objetivo de ajudar as pessoas nas tarefas físicas. Os robôs incluídos na sala ajudariam as pessoas a agarrar objetos e também ajudariam as pessoas com deficiência a realizarem determinados trabalhos. Essa ideia começou a se transformar no conceito que temos hoje de ambientes inteligentes, não apenas um ambiente para apoiar as pessoas, mas também robôs. O espaço inteligente tornou-se uma plataforma que amplia a capacidade de censura de qualquer coisa ligada a ele. Se começarmos a projetar produtos, seja software ou hardware em torno desses ambientes inteligentes, o esforço necessário para completar todos os tipos de tarefas seria drasticamente reduzido.

Desafios

A implementação prática de ambientes inteligentes implica a solução de muitos desafios. Os sistemas de computação difundidos incorporados ao IE precisam ser proativos e, para isso, é crucial que os sistemas rastreiem e determinem a intenção dos usuários. O desafio aqui é encontrar aquela ação que supostamente ajudará o usuário ao invés de atrapalhá-lo. A partir de agora, os algoritmos por trás dos ambientes inteligentes estão constantemente sendo retrabalhados pelo método simples de tentativa e erro em ambientes artificiais. Não é até que um programador possa ver um nível de previsão preciso o suficiente para que o produto seja comercializado. O grau de precisão dos ambientes inteligentes depende da tarefa que desejam realizar. Algumas ações simples que não afetam substancialmente o usuário podem admitir mais falhas nas previsões do que outras funções que possuem mais responsabilidade. Ainda assim, sempre há ações que não podem ser totalmente previstas pelo IE e precisam de alguma entrada do usuário para serem concluídas. Um dos desafios mais significativos a partir de agora é determinar quais são as ações necessárias para a entrada do usuário e como criar algoritmos capazes de eliminar essa entrada para que a usabilidade dos sistemas melhore.

Por outro lado, a pró-atividade de tais ambientes deve ser tratada com muito cuidado. Os sistemas de computação invasivos devem ser minimamente intrusivos e, ao mesmo tempo, capazes de tomar decisões que ajudarão os usuários. Uma forma de conseguir isso é tornar esses sistemas capazes de modificar seu comportamento com base no estado e ambiente do usuário. Aqui, novamente, surgem alguns desafios: Quais são os dados e informações necessários que um sistema precisa para estar ciente do contexto? Com que frequência essas informações devem ser medidas e consultadas sem prejudicar o desempenho do sistema? O objetivo é criar um IE capaz de reagir com rapidez e precisão às necessidades e insumos do usuário de forma que seja desnecessário que os sensores registrem informações que não ajudarão os algoritmos a fazerem a ação correta ao que está acontecendo. Reconhecer dados importantes e filtrar o ambiente para buscar o local adequado para obtê-los resulta em um grande desafio.

É crucial para os sistemas de computação difundidos encontrar o nível certo de pró-atividade e transparência sem incomodar o usuário. Os sistemas podem inferir as necessidades de pró-atividade do usuário com base em seu nível de especialização em uma tarefa específica. O autoajuste pode ser crucial para atingir esse objetivo.

Como aponta a Intelligent Environments Conference (2007): "Tipos de ambientes inteligentes variam de privado a público e de fixo a móvel; alguns são efêmeros enquanto outros são permanentes; alguns mudam de tipo durante sua vida. A realização de ambientes inteligentes requer a convergência de diferentes disciplinas: Ciência da Informação e da Computação, Arquitetura, Engenharia de Materiais, Inteligência Artificial, Sociologia e Design. Além disso, avanços técnicos são necessários nos principais campos de tecnologia de capacitação, como microeletrônica (por exemplo, miniaturização, consumo de energia), tecnologias de comunicação e rede (por exemplo, redes de banda larga e sem fio), materiais inteligentes (por exemplo, bio-implantes) e agentes inteligentes (por exemplo, consciência de contexto) ". A integração correta de todos esses componentes é crucial para o desenvolvimento de um IE útil.

Formulários

O negócio

Uma das principais áreas que terão um impacto significativo no surgimento do IE são as relações comerciais. A forma como as empresas interagem entre si e com as pessoas sofrerá o impacto mais significativo. Seus relacionamentos se tornarão mais dinâmicos e deverão enfatizar uma abordagem mais flexível aos negócios, procurando se adaptar ao ambiente comercial em constante mudança. Essa flexibilidade também deve se refletir também em seus funcionários e em seu ambiente de trabalho. Ainda hoje, empresas que apresentam níveis significativos de flexibilidade em seus ambientes de trabalho e com seus funcionários (como a Microsoft ou o Google ) apresentam níveis crescentes de produtividade e retenção de funcionários.

Outra questão crítica que as empresas devem levar em consideração na era do IE é a maneira como abordam a privacidade de seus clientes. O sucesso dessas futuras empresas dependerá significativamente de como as pessoas se sentirão mais confiantes no uso que dão às suas informações pessoais. Outra chave essencial para o sucesso desses negócios em potencial será permitir que o usuário final tenha controle sobre a maneira como os sistemas IE tomam as decisões. As configurações amigáveis ​​do usuário devem permitir que eles tenham o controle desses sistemas, mas, no momento, é um dos maiores desafios para os engenheiros de sistemas .

Atividades de lazer

Novas formas de entretenimento surgiram desde a criação do IE. Vários experimentos foram realizados em museus onde essa tecnologia é usada para criar uma experiência mais interativa que faz com que os visitantes não apenas vivenciem a história com os olhos, mas também sintam em todos os seus sentidos. Desde a utilização de sons e luzes que se adaptam às exposições apresentadas até à incorporação de cheiros que definem ambientes únicos, são infinitas as oportunidades de aplicação do IE neste tipo de entretenimento.

O mesmo conceito pode ser usado não só para melhorar as experiências de lazer existentes, mas também para criar novas. A expressão artística teve uma influência significativa nisso, uma vez que vimos novas formas de arte usando Inteligência Artificial e IE. Pegue por exemplo o trabalho do artista plástico Chris Milk onde você pode ver a implementação de instalações imersivas que fazem o usuário não só apreciar uma obra de arte, mas também fazer parte dela. Uma de suas mais importantes obras de arte, "A Traição do Santuário" usa projeções dos corpos dos usuários em diferentes telas para explorar o processo criativo usando pássaros digitais gerados. Este tipo de arte requer a existência de interação do usuário.

Assistência médica

Uma das aplicações mais críticas de Ambientes Inteligentes é no setor de saúde . Você pode usar o IE nos quartos do hospital para monitorar o estado dos pacientes sem que o paciente perceba, o que resulta em menos perturbação para os pacientes que precisam de quantidades extraordinárias de descanso e menos esforços para os enfermeiros que não precisam mais verificar os pacientes regularmente . Essa tecnologia pode mudar substancialmente a maneira como os hospitais e clínicas são projetados, uma vez que os enfermeiros podem ser mais eficientes com seu tempo atendendo pacientes em necessidades críticas, sem deixar outros pacientes sob os cuidados de quartos inteligentes. Essas instalações exclusivas não monitoram mais a saúde do paciente e notificam as enfermeiras, mas também podem ser programadas para interagir com elas com fins preventivos, administrando medicamentos específicos ou entregando alimentos diretamente quando necessário.

Cuidar de pacientes idosos e frágeis pode mudar drasticamente no futuro com o uso de EI. Ao introduzir essa tecnologia em suas próprias casas, poderemos monitorar um paciente de qualquer lugar que estivermos, sem a necessidade de transportá-lo para hospitais ou clínicas para receber o atendimento adequado. Isso poderia transformar quase qualquer casa em um lar de idosos inteligente , permitindo que as famílias economizassem muito dinheiro ao reduzir drasticamente o custo dos cuidados.

Resposta de emergência

Prevenir é a melhor forma de combater um possível problema e não há melhor maneira de o fazer do que reunir informações antes de um evento problemático que nos ajude a saber quando isso aconteceria. O IE forneceria a maneira perfeita de reunir os dados necessários para prever perigos e possíveis problemas no futuro. Se implementarmos o IE em nossas casas, ele pode avisar, por exemplo, o corpo de bombeiros se um incêndio está prestes a acontecer sem que nós percebamos, ou o departamento de polícia se for detectada atividade suspeita nas proximidades de nossas casas. Na melhor das hipóteses, o evento não aconteceria, pois o IE nos ajudará a fazer um diagnóstico do ambiente onde ele está implementado para que possamos atacar possíveis problemas muito antes que aconteça. Isso melhorará substancialmente as condições de vida nas cidades e terá um impacto econômico substancial, uma vez que eventos menos perigosos aconteceriam, evitando perdas materiais.

Monitoramento ambiental

Os ambientes inteligentes nos ajudarão a monitorar diferentes ambientes naturais com muito mais precisão e granularidade do que as técnicas utilizadas atualmente. Por ter acesso a dados mais ricos e significativos, não só nos ajudará a controlar o meio ambiente para possíveis perigos, mas também mudará a forma como o entendemos, fazendo-nos aprimorar as teorias e modelos atuais de processos ambientais. A partir de hoje, essa tecnologia está sendo utilizada para estudar fenômenos como a erosão costeira, as inundações e o movimento glacial. Sabemos muito pouco sobre o porquê de muitos processos naturais que estão nos afetando atualmente e ter dados mais precisos e mais precisos irá melhorar significativamente a maneira como atacamos esses problemas para que não apenas tornemos os humanos mais ecologicamente corretos, mas também melhoremos a saúde de Nosso planeta.

Veja também

Referências

links externos