ubicomp：什么是普适计算（ubicomp）?与物联网有什么区别?

世界上的每一个物体和小工具都通过普适计算与互联网相连，且彼此之间也相互联系。那，什么是普适计算？下面来深入了解一番。

什么是普适计算?普适计算又称泛在计算。普适计算（ubicomp）描述了将计算能力(通常是微处理器)整合到日常物品中的新兴实践，以改善通信并能够完成有用的任务，同时最大限度地减少终端用户与计算机交互的需求。

与桌面计算相比，普适计算可以在任何设备上、任何时间、任何地点进行，并在任何网络上使用任何数据格式。其还可以将任务从一台计算机转移到另一台计算机，例如，从汽车移动到办公室。普适计算设备包括:

•电脑

•笔记本

•平板电脑

•智能手机

•可穿戴设备

•传感器等等

普适计算通常包括移动设备、嵌入式系统、可穿戴计算机、射频ID(RFID)标签、中间件和软件代理，其经常被认为是移动计算的后继产品。人工智能、语音识别和互联网功能也经常被添加进来。

谁发明了“普适计算”这个词?

普适计算的出现始于1980年代后期。Xerox PARC的CTO MarkWeiser于1988年首次使用“普适计算”一词。Weiser与PARC的首席科学家兼主任JohnSeelyBrown共同撰写了一些关于该主题的开创性研究。

“普适计算”这个术语要归功于Weiser，因其深入研究了ubicomp潜在的挑战。

普适计算的特点是什么?

普适计算的基本目标是开发智能、互联的项目，使通信和数据交换更加方便和不引人注目。普适计算的重要特征包括:

•考虑到人的因素，并将范式应用于人而不是电脑的环境中

•使用低成本处理器降低内存和存储需求

•捕获的实时特征

•完全连接且始终可用的计算机

•专注于环境中的多对多关系，而不是一对一、多对一或一对多关系，以及始终存在的技术理念

•包括本地/全球、社会/个人、公共/私人、无形/有形的特征，并考虑知识的产生和传播

•利用互联网融合、无线技术和现代电子技术

•增加对用户隐私的监控、潜在限制和干预

•各种使用过的设备的可靠程度

普适计算的示例

什么是普适计算示例？以自动驾驶汽车为例。自动驾驶汽车可以通过智能手机识别其授权乘客，在必要时自行停靠和充电，并通过与基础设施交互有效地处理紧急响应、收费和快餐支付，这就是ubicomp系统的一个很好的例子。

必须连接电子设备，并且安装微处理器来发送数据。普适计算的设备始终可以访问并完全连接。以下是普适计算的一些比较突出的例子:

•通过AmazonEcho、GoogleAssistant或AppleHomePod等智能音箱实现人机交互(HCI)，这些智能音箱可以与系统进行通信。

•声控自动驾驶汽车使通勤变得更容易，还可能节省时间和精力。

•使用最新技术的智能锁在保护房屋的同时让业主了解情况。

•声控智能时钟和灯泡，提高能源效率。

人机交互(HCI)中的普适计算

将普适计算视为人机交互(HCI)的一个子类，因为在这些技术中，用户与环境和其他人的交互比与屏幕的交互更为频繁。

人们在屏幕前长时间使用软件是早期人机交互研究的主题。一篇优秀的经典HCI论文将涉及创建新的菜单系统、检查用户错误率，或为某些生产力软件创建可视化。

大多数普适计算项目都包含某种“背景信息”，比如系统从周围环境中获取的信息，像GPS定位或健身手环上的加速计。在没有开发项目的情况下，普适计算的一些工作使用社会科学技术来研究人们在现实世界中如何使用技术。

移动应用程序处于人机交互和普适计算的边缘。如果软件在不随环境变化而改变的情况下使用更长时间，如公共汽车上的新闻阅读器，那么其将比普适计算更人性化。如果移动应用程序能与环境互动，如基于位置的照片分享应用程序，那就更有普适计算的意义了。理想情况下，普适计算计划应该超越手机，包括连接物体和外部传感器。普适计算的优势以下是普适计算的一些优势:

•降低服务成本

•提高工业效率和调度

•医疗保健中更快的反应时间

•更便捷的个人金融交易

•更精准的定向广告等等。

普适计算集成了传感器、网络技术和数据分析来跟踪和报告一些事情，包括消费者偏好、生产程序和交通模式。普适计算使人们受益。

这些计算系统可以识别工作场所中的异常现象、错误和污染物，从而能够进行早期干预或避免灾难发生。输入、输出和资源消耗都可以通过普适计算进行测量，允许随着时间的推移改善资源分配，或者在高峰负载期间更好地管理资源。

在农村地区部署普适计算网络和传感器，也有助于在边远地区提供服务。因为医生可以远程检查病人的生命体征，因此医疗可以在医院或诊所以外进行。

交互式媒体传输技术使学生和教师能够在个人环境中进行交流，而无需在同一个教室里。由于普适计算，其也可以用于农村地区的教育。

普适计算的挑战

隐私是普适计算面临的最重要问题之一。在普适计算中，维护系统的安全性、私密性和安全性至关重要。

尽管普适计算取得了进步，但该行业仍然面临着数据安全和用户机界面方面的困难，以及对可用性和可靠性提出质疑的技术障碍。

虽然智能设备迅速普及，但要让所有用户都能通过强大的基础设施和易用性获得普适计算，这是一项挑战。如果要健康地采用普适计算，就必须克服目前老年人和农村居民所面临的不利条件。

普适计算是如何工作的?

将普适计算看作为一个由不同层次组成的系统，每个层次都有特定的功能。

•第1层: 这一层称为任务管理，检查用户任务、上下文和索引。此外，还处理该区域附带的复杂依赖关系。

•第2层: 此层称为环境管理，跟踪资源及其功能、服务需求和某些功能的用户级状态。

•第3层: 这里指的是环境层，其跟踪重要的资源并规范可靠性。

普适计算与物联网有什么区别？

由于机器融入日常用品及其与用户的交互，普适计算将属于人机交互范畴。物联网将属于机器对机器交互，即机器与其他机器交互。

普适计算背后的理念是将计算能力嵌入到环境中尽可能多的事物中。炉灶、冰箱、电视、汽车等电器都具有计算能力。物联网是将环境中的所有物品连接到互联网的概念。

物联网指的是这些物品连接到互联网的情况。

当周围的普通物体具有计算能力时，这两个术语可以互换使用。这种情况下，可被称为普适计算。当这些相同的设备连接到互联网时，就被称为物联网。

普适计算的应用

有各种各样的设备与普适计算系统一起工作。以下是一些最常见的普适计算应用:

•物流

•智能手机

•自动驾驶车辆

•智能音箱(IVA)

•家庭自动化

•电子商务

•国家安全

•医疗技术

•军事和武装力量

下面来探索一下普适计算的应用。

物流

在原材料、半成品和最终产品的整个运输周期中跟踪物流商品，弥合了IT控制系统(包括最终处置)中物理移动和信息流之间的差距。这为自动化和简化物流提供了机会。

计算机可以使用传感器技术收集、定义和评估事实数据。用户必须将事实转换为“场景”，这是一个更抽象的概念。这要归功于普适计算。

智能手机

人们通常只需要下载一个应用程序，以用来控制其的家庭自动化系统和其他常见的应用程序。这是普适计算 最明显和直接的例子。

自动驾驶车辆

这有效地利用了普适计算的专业知识。该系统旨在以不同程度的自主性对传输的信息做出响应，或通过简单的监控进行响应，或主动响应。

该系统的目标是为车载使用提供驾驶员辅助系统，以协助制定行程计划(驱动面板)，为驾驶员创造一个舒适的环境，同时密切关注驾驶员(健康面板)，并自适应地控制与移动设备和互联网的交互。

智能音箱(IVA)

例如，Amazon Alexa对应的Amazon Echo，Google Home对应的Google Assistant，以及Apple Siri对应的Apple Home Pod。

家庭自动化

智能家居技术层出不穷，随着家居自动化的普及，选择只会越来越多。

我们现在才开始了解技术如何改变我们的日常生活方式，比如智能照明、门窗和智能锁。除了照明，家庭自动化系统还可以控制其他事物，如温度、娱乐和电器。

电子商务

通过广泛使用数字服务，普适计算使智能对象成为可能，从而创建新的商业模式。其包括基于位置的服务、从购买物品到租赁物品的转变，以及展示普适计算组件如何自行启动和管理服务，和商业风险的软件代理。

国家安全

智能卡和电子护照等身份识别工具，是国家安全领域中普适计算应用实例。

监测设备的长期应用包括环境保护和重要基础设施的观察，如电网和机场。

医疗技术

随着普适计算变得越来越自主、适应性越来越强、体积越来越小和相互关联，医疗应用程序提供了不同的可能性，例如智能植入设备，用于监测家中病人和老年人的健康状况。这可能具有特殊的重要性，因为普适计算可以很好地与许多应用领域集成。

得益于普及的技术，自动响应和适应客户的需求的现有定制健康和医疗服务已经成为可能。这一学科处理各种困难，如监测疾病、诊断支持、指导行为等。

军事和武装力量

军事领域需要尽可能全面、多方面和综合的预防和解决潜在危险的知识。信息处理和收集属于这一类。还有包括新型武器系统的研制。

在21世纪，必须利用网络和普适计算技术来承担许多战争。此外，这些方法可以提高战略能力，包括感知和检测、交换和共享复杂的实时信息，并提高战略单位的能力。

总结

我们被普适计算所包围，随着物联网设备在商业和个人使用方面的普及，计算将变得越来越重要。物理环境最终将构成实现智能家居、校园和完整智慧城市的IT基础设施构件。