Андрій Важнов

29 грудня 2015 р. 11 хв читання

Цей розділ охоплює деякі технічні поняття, такі як API та хмарні обчислення, які необхідні для розуміння решти книги. Якщо ви вже знаєте ці поняття, перейдіть безпосередньо до розділу 4: Промисловий Інтернет .

скромного

У січні 2014 року Google придбав компанію Nest La b s, виробника розумного термостата, який навчається на звичках користувачів, щоб економити енергію. Спочатку аналітиків здивувала висока ціна (3 мільярди доларів), яка була набагато вищою, ніж вартість будь-якого іншого виробника термостатів. Крім того, Google отримав сильну критику, оскільки вихід на домашній ринок опалення, здавалося, не мав нічого спільного з основною спрямованістю на пошук та рекламу в Інтернеті. Однак незабаром стало зрозуміло, що придбання Nest фактично було першим виходом Google на ринок Інтернету речей та розумних пристроїв за межами телефону.

Nest Labs був створений Тоні Фаделлом, відомим у технічному світі тим, що був виконавчим директором Apple, який створив iPod і одним з головних людей у ​​створенні iPhone. У 2007 році Фаделл починав будувати свій новий футуристичний будинок, і коли він намагався придбати термостат для управління системою опалення та вентиляції у своєму новому будинку, він зрозумів, що на ринку немає хороших варіантів. Всі програмовані термостати були дорогими та мали складні та заплутані інтерфейси. Фаделлу було запропоновано розробити термостат, який більше нагадував iPod, ніж потворні, основні традиційні термостати.

Розумний термостат Nest - це гарна модель для розуміння загальної структури продуктів IoT та вивчення деяких важливих принципів, що застосовуються до створення пов’язаних продуктів поза домом. Але спочатку давайте прояснимо кілька пунктів термінології. Про що саме ми говоримо, коли говоримо про розумні пристрої?

Слово «розумний» має багато значень. З одного боку, існує класичне почуття розумної людини, тієї, що має найбільшу здатність розв’язувати задачі, схильність до математики чи дотепний розум. З іншого боку, сьогодні ми багато чуємо про швидке просування штучного інтелекту і про те, що, можливо, одного дня ми зможемо побудувати машину, рівну або розумнішу, ніж людський розум.

Що важливо, коли ми говоримо про розумні термостати, розумні машини чи розумні міста в контексті Інтернету речей, значення цього дуже відрізняється від цих двох. Здебільшого це не має нічого спільного зі штучним інтелектом науково-фантастичних фільмів. Ми просто говоримо про пристрої, здатні запускати програми, які можуть аналізувати дані датчиків і виконувати на їх основі дії за певними правилами, встановленими програмістами.

У випадку з Nest, термостат, крім того, що має кілька датчиків температури, також має датчики вологості, близькості, руху та зовнішнього освітлення. Ці датчики дозволяють робити найрізноманітніші корисні справи. Наприклад, датчик руху може виявляти, коли користувачі виходять з дому або спати, щоб активувати режим енергозбереження та автоматично знижувати температуру належним чином у приміщенні, яке певний час залишалося порожнім. Датчик наближення може відчути наближення людини і ввімкнути екран для взаємодії. Коли користувач відходить, яскравість екрана зменшується.

Розумна частина термостата дозволяє йому вчитися на шаблонах користувачів. Коли ви вперше встановлюєте термостат, вам спочатку доведеться встановлювати температуру вручну. Але після дюжини регулювань Nest дізнається, що ти зазвичай перетворюєш температуру на 22 градуси, коли ти не спиш вдома, і віддаєш перевагу 20 градусам, коли ти йдеш спати. Крім того, якщо ви віддаєте перевагу трохи вищій температурі у вихідні або трохи нижчій вранці, Nest дізнається, що це теж. Приблизно через тиждень ви виявите, що Nest автоматично змінює температуру, оскільки вона вже вивчила і пам’ятає ваші уподобання. На відміну від "вдосконалених" термостатів, які існували раніше, програмувати абсолютно нічого. Користувач просто підвищує та знижує температуру, коли і коли він хоче, і пристрій навчається сам. У цьому Nest дотримується ключового принципу розробки інтелектуальних технологій: комп’ютери не повинні запитувати у людей щось, що вони можуть зрозуміти самі.

Структура смарт-пристрою

Загалом, кожен розумний пристрій має три аспекти, які роблять його «розумним»: датчики, обробка та підключення. Не менш важливою є хмара, пов’язана з продуктом, оскільки деякі програми працюють безпосередньо на пристрої, а інші працюють у хмарі.

Хмара - це просто спосіб посилання на програмне забезпечення (наприклад, базу даних), яке працює на віддалених серверах. Сьогодні ми всі користуємося хмарою щодня. Такі програми, як GMail, Dropbox або WhatsApp - це приклади програм, розміщених у хмарі: за допомогою цих програм ваш комп’ютер або мобільний телефон служить лише інтерфейсом програми, яка насправді працює на серверах Google, Dropbox або WhatsApp.

Програми, розміщені у хмарі, мають багато переваг. Одним з основних є віддалене зберігання ваших даних. Наприклад, якщо ви загубите телефон, ви не втратите свої електронні листи або файли в Dropbox. Але в епоху IoT хмара набуває ще більшого значення. Підключені пристрої, як правило, набагато менші та дешевші, і вони не мають сенсорного екрану з високою роздільною здатністю або жорсткого диска, як ваш комп’ютер. Деякі пристрої, такі як розумні лампи освітлення, не мають жодного дисплея. У цих випадках хмара надає послугу зберігання даних та доступ до інтерфейсу для налаштування та управління пристроєм.

Крім того, підключені продукти часто мають ключове обмеження, оскільки працюють від акумулятора, а центральний процесор є дуже енергоємним компонентом. Наявність відносно слабкого процесора дозволяє батареї тривати довше, що є критичним фактором у багатьох додатках IoT.

Рішенням цих обмежень є те, що алгоритми простих функцій та тих, які потребують миттєвої та локальної реакції, працюють безпосередньо на пристрої; тоді як більш складні алгоритми, особливо ті, що передбачають зберігання та аналіз даних, працюють у хмарі. Наприклад, як ми вже бачили, якщо людина наближається до термостата Nest, яскравість екрану автоматично збільшується. Ця проста функція - це програма, яка працює безпосередньо на термостаті. З іншого боку, якщо користувач хоче побачити детальні графіки свого споживання енергії, він не може зробити це безпосередньо за допомогою пристрою на стіні. Натомість, як і у випадку з GMail або WhatsApp, користувач може використовувати свій телефон або комп’ютер для доступу до свого облікового запису Nest у хмарі та зручного перегляду даних, що там зберігаються. Користувач також може скористатися доступом для дистанційного контролю температури у своєму будинку з телефону.

Але найважливішою функцією хмари є те, що вона забезпечує нові функції, що існують поза фізичним пристроєм. Хмарний додаток Nest підключається до служб прогнозування погоди для перехресного посилання на цю інформацію зі звичками користувачів, завдяки чому управління опаленням та кондиціонуванням повітря здійснюється ефективніше на основі місцевих коливань клімату. Технічні спеціалісти Nest постійно вивчають способи вдосконалення своїх алгоритмів і можуть оновлювати програмне забезпечення, не роблячи що-небудь і навіть не знаючи про це.

Сьогодні здається, що температура нашого будинку не має нічого спільного з нашим автомобілем або браслетом, який вимірює наші спортивні показники за допомогою нашого акаунта Netflix. Але з підключеними пристроями будь-яка потенційно вигідна взаємодія може бути автоматично скоординована. Наприклад, Mercedez Benz створив додаток, яке розраховує, скільки часу знадобиться для повернення додому, виходячи з місця та швидкості руху вашого автомобіля, і автоматично попереджає Nest, щоб він вийшов з економічного режиму та почав кондиціонувати будинок, готуючись до вашого прибуття. Подібним чином розумний браслет FitBit може виявити, чи заснули ви на дивані, і зупинити програму чи фільм, який ви дивилися, коли перестали звертати увагу.

Все це можливо завдяки концепції, відомій як API, мабуть, найважливішій концепції для розуміння пов'язаної економіки та справжнього впливу IoT. API є абревіатурою від Application Programming Interface. Це механізм, який дозволяє пристрою розмовляти з іншим пристроєм, а точніше, він дозволяє вбудованій у пристрій програмі керувати іншою програмою. Це те, що ми всі вже маємо у своєму житті на рівні програмного забезпечення, яке ми використовуємо. Наприклад, коли ви купуєте авіаквиток на Despegar або Expedia або бронюєте житло на AirBnB, ці програми можуть автоматично оновити ваш календар Google із датою вашої нової поїздки. Те ж саме відбувається, коли ви використовуєте спортивний додаток на своєму мобільному телефоні, який автоматично твітує або публікує у Facebook, що ви пробігли 5 кілометрів. Все це можливо, оскільки календар Google, Facebook та Twitter мають API, інтерфейси, що дозволяють іншим програмам, таким як Expedia та AirBnB, автоматично змінювати свій календар або ваш Facebook автоматично, не залучаючи його.

Початкове значення слова інтерфейс походить від хімії і стосується точки контакту між двома різними речовинами або системами: між обличчям, простором, де дві різні речі стикаються віч-на-віч. Сьогодні інтерфейсом, який ми використовуємо найбільше, є графічний інтерфейс - точка зіткнення людини та комп’ютера. Точно так само API IoT є точкою контакту між одним пристроєм та іншим або між пристроєм та хмарним додатком. Наприклад, API Nest дозволяє іншій програмі чи пристрою з’ясувати, чи енергетична мережа є піковою. Використовуючи цей стандартний інтерфейс, будь-який виробник побутової техніки може проконсультуватися з Nest, щоб вибрати найбільш підходящий час для виконання завдання. Так поступив виробник пральних машин Whirlpool, коли за допомогою API Nest вибирав найдешевший час для прання одягу.

Ще одна корисна аналогія - послуги, що пропонуються бізнесом чи організацією. Якщо ви зайдете на веб-сайт McKinsey, ви знайдете перелік їхніх послуг - від стратегічного консалтингу до найкращих галузевих практик. Якщо ви зайдете на сайт громадського харчування, ви побачите, які види заходів вони можуть організувати; і якщо ви проконсультуєтесь із виробництвом програмного забезпечення, вони скажуть вам, які програми та програми вони можуть розробляти. Метафорично кажучи, ці описи є API організації: інтерфейс між внутрішніми можливостями та тим, що клієнт може попросити ззовні.

Насправді це не просто метафора: дедалі більше організацій починають пропонувати свої можливості програмованого API. Amazon має API для логістичного обслуговування та доставки фізичної продукції до замовника; Google надає API своєї служби перекладу та свій штучний інтелект TensorFlow, IBM пропонує Watson API, програму, яка славно обіграла чемпіона світу-людини у грі "Jeopardy trivia". Використовуючи API різних компаній, ми можемо почати будувати цінні пропозиції абсолютно по-іншому, автоматично інтегруючи датчики, аналіз даних та ініціюючи процеси у фізичному світі.

Якщо все у вашому житті потенційно може бути пов’язане, які зв’язки того варті? Чи має ваше взуття розмовляти з термостатом? Ваша машина з пральною машиною? Можливості безмежні, і є безліч підключених пристроїв сумнівної корисності, таких як тостер, який твітує всім, коли тост зроблений. І все ж напрочуд корисні зв’язки з’являються щодня там, де їх ніхто не міг собі уявити.

Як ми знайдемо всі ці цінні взаємозв'язки в цьому океані можливостей? Тут ми, мабуть, бачимо найважливішу роль системи API: вона є двигуном інновацій для взаємопов’язаного світу. Ми вже бачили цю динаміку в першій хвилі розумних продуктів: коли наші телефони стали смартфонами. На сьогоднішній день в магазинах Apple та Android є близько 1,5 мільйона додатків, які покривають усілякі та різноманітні потреби: деякі, що рятують життя, наприклад, додаток, що дозволяє другові супроводжувати вас практично, коли ви повертаєтесь додому наодинці в одному районі. Небезпечно, інші, які допомагають нам дотримуватися дієти або плану вправ, і, звичайно, нескінченні програми, які нас просто розважають. За оцінками консалтингової фірми Forrester, середня вартість розробки одного мобільного додатка коливається від 25 000 до 150 000 доларів США, за допомогою яких програми в магазині Apple сьогодні представляють нововведення, вартість яких становить від 35 до 225 мільярдів доларів. Це практичне значення, яке має відкритий API для Apple.

Творець Nest Тоні Фаделл чітко усвідомлює важливість інновацій сторонніми розробниками при використанні API Nest. Він каже: «Ми хочемо співпрацювати з розробниками, які пропонують чудові ідеї. IPhone - велика річ, але у нього було лише 5 додатків, коли він запускався. На сьогодні він має мільйон додатків. Можливість вдома буде схожою ".

То чому Google купив Nest? Деякі смішні кажуть, що це так, щоб ви могли показувати рекламу вогнегасників, коли виявлено пожежу. Інші трохи песимістичніші вважають, що саме для того, щоб Google міг поповнити свою історію даними про те, що він робить вдома. У цьому є зерно істини. Google має надзвичайну здатність знаходити цінність у даних, і, безумовно, з часом з’являться більш цінні способи використання, як на прикладі економії енергії, який ми побачимо пізніше. Але головна причина більш прозаїчна і, водночас, глибша. Коли вони уявляють собі майбутнє з мільйоном додатків для свого розумного будинку, ситуація прояснюється: Google використовує компанію Тоні Фадель, яка представляє талант і дизайн Apple, для виходу на ринок продуктів, які в довгостроковій перспективі змінять спосіб ми живемо.

Андрій Важнов є автором книги 3D-друк: як зміниться світ. Андрій має ступінь магістра державної політики в Гарвардському університеті та диплом фізики в Новосибірському університеті.