L'informatica va ovunque

Non lontano dal modesto ufficio dove, circa 30 anni fa, Douglas Engelbart inventò il mouse, gli schermi a più finestre e altri pilastri del personal computer, un informatico di SRI International si avvicina a un modello di una decappottabile bianca che rappresenta l'auto di il futuro. Collega un computer delle dimensioni di un blocco note al cruscotto e immediatamente i 1.400 sistemi computerizzati del veicolo diventano accessibili tramite una semplice interfaccia utente. Usando i comandi vocali, dimostra come può richiedere una traccia CD, collegarsi in modalità wireless al suo ufficio per controllare la posta vocale o leggere la sua posta elettronica ad alta voce da un sintetizzatore vocale. Un messaggio proviene dal suo frigorifero che chiede se gli piacerebbe prendere il succo d'arancia mentre tornava a casa. Fammi vedere i negozi di alimentari, ordina la macchina. Il veicolo accede rapidamente a Internet e fornisce indicazioni ai supermercati più vicini.

Fatto la spesa, il nostro automobilista arriva al suo appartamento, dove il Collaborative Home e-Fridge (CHeF) sta aspettando la GU che ha richiesto. Il succo è debitamente registrato, ma quando la limonata viene rimossa, il frigorifero annuncia che la limonata è esaurita e chiede se l'articolo deve essere aggiunto alla lista della spesa. Lo chef conosce anche il contenuto della dispensa. Così, quando gli viene chiesto di suggerire qualcosa per la cena, lampeggia sul suo schermo la ricetta di un piatto di pollo: gli ingredienti disponibili sono evidenziati in verde, quelli mancanti in rosso, mentre gli articoli già assenti nella lista della spesa sono resi in blu.

Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2001

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Ah, il futuro dell'informatica. Che si tratti di frigoriferi, in auto, in ufficio o in alto mare, nuovi potenti sistemi a cui puoi accedere attraverso le parole e forse anche i gesti - e che poi si affretteranno a eseguire invisibilmente i tuoi ordini - promettono di fare amicizia con il mondo . Il sogno si chiama informatica onnipresente o pervasiva e sta rapidamente diventando la cosa più scottante nell'informatica. L'obiettivo finale è fondere perfettamente il mondo umano analogico con tutto ciò che è digitale. In questo modo, sia portando con te la potenza di elaborazione e comunicazione, sia accedendovi attraverso un'infrastruttura diffusa come l'energia elettrica oggi, attingerai a questo mondo alle tue condizioni e nella tua lingua, non a quella di una macchina.

Meno di dieci anni fa, tali sogni erano confinati a fabbriche del futuro lontano come SRI, il Palo Alto Research Center (PARC) di Xerox Corporation e il Media Lab del MIT. Ma i recenti progressi nella potenza di calcolo, nell'archiviazione, nel riconoscimento vocale e soprattutto nelle reti cablate e wireless, insieme all'ascesa del World Wide Web, stanno portando il sogno alla portata del mondo reale. Questa verità essenziale spiega perché Microsoft e Intel, che hanno costruito le loro fortune sul personal computer autonomo, stanno cambiando marcia verso questo nuovo mondo mobile e in rete. IBM ha appena impegnato quasi 500 milioni di dollari nei prossimi cinque anni per studiare il pervasive computing e creare l'infrastruttura hardware e software per supportarlo. Altri attori includono Sony, Sun Microsystems, AT&T, Hewlett-Packard (HP) e quasi tutti i laboratori informatici aziendali o universitari in tutto il mondo.

Le incertezze abbondano. Sono in corso lotte per tecnologie e standard concorrenti; e nessuno sa nemmeno quanti dispositivi informatici le persone vorranno portare in futuro, figuriamoci di che tipo. Tuttavia, il campo sta maturando rapidamente. I ricercatori concordano in modo più uniforme che mai su dove sia diretta la tecnologia, o almeno su quali percorsi principali è probabile che prenda. Ciò consente di classificare quello che in precedenza era un miscuglio di visioni e previsioni sul futuro in tre ampi quadri tecnologici: 24/7/360; chi, cosa, quando, dove; e il compagno digitale.

Sebbene queste categorie, che indicano l'importanza della pervasività, della consapevolezza e della personalizzazione, non catturino ogni aspetto dell'informatica onnipresente, ne descrivono l'essenza. E solo entrando nei laboratori informatici in questi giorni, si ha la forte sensazione che i progressi compiuti nell'affrontare queste sfide hanno convinto gli scienziati informatici che un importante passo avanti è alla loro portata. L'ubiquità dell'informatica è praticabile e presto sarà commercialmente pratica, afferma William Mark, vicepresidente dell'Information and Computing Sciences di SRI. La rivoluzione sta per accadere.

24/7/360

Il padre ampiamente riconosciuto dell'informatica onnipresente è stato il compianto scienziato informatico del PARC Mark Weiser, che ha coniato il termine nel 1988. Weiser ha descritto un mondo in cui ogni persona avrebbe condiviso migliaia di computer altamente distribuiti ma interconnessi. Questa potenza di calcolo, sosteneva, dovrebbe confondersi con lo sfondo, nascosta ai sensi e all'attenzione delle persone.

All'inizio degli anni '90, i ricercatori del PARC hanno creato ParcTab, un display portatile che si collegava tramite segnali a infrarossi a un computer di rete in modo che i ricercatori potessero accedere ai file senza essere vincolati ai propri desktop. Un altro lavoro pionieristico ha avuto luogo presso l'Olivetti Research Laboratory di Cambridge, in Inghilterra (ora AT&T Laboratories Cambridge), che ha aperto la strada all'Active Badge. Il badge trasmetteva un segnale a infrarossi che consentiva di tracciare le persone in tutto l'edificio tramite sensori montati a parete, tra le altre cose, consentendo l'inoltro automatico delle chiamate telefoniche alla loro posizione. E poi c'era l'ultimo divulgatore: il Media Lab del MIT. I ricercatori di questo laboratorio in gran parte finanziato dall'industria hanno diffuso la voce su concetti come agenti software per la raccolta di notizie che adatterebbero il giornale elettronico di ogni mattina ai gusti di un individuo.

Questi primi passi hanno ora scatenato una marea di innovazione e promesse nei laboratori informatici di tutto il mondo. Oggi, è un principio fondamentale dell'informatica onnipresente che la potenza di calcolo e i servizi saranno disponibili ogni volta che saranno necessari: questa è la parte 24 ore su 24, 7 giorni su 7. E non solo in un edificio, ma ovunque: questo è il 360, come in gradi in tutto il mondo. Sotto l'ombrello 24/7/360, tuttavia, si trovano due approcci radicalmente diversi. Uno continua l'unità per spingere la potenza di calcolo in oggetti con impronte sempre più piccole, tramite laptop, palmari e dispositivi indossabili truccati. L'altro sostiene che le risorse informatiche di domani non saranno trasportate su dispositivi specifici. Invece, vivranno sulle reti. Da questo punto di vista, proprio come le persone attingono alla corrente elettrica collegandosi a qualsiasi presa, le applicazioni ei file dovrebbero essere raggiungibili da qualsiasi display o dispositivo informativo, sia esso in un'auto, in un hotel o in un ufficio. La rete, per parafrasare la gente di Sun, diventa il computer.

Questo modello informatico di tipo utility sta prendendo fuoco nelle aziende che costruiscono la spina dorsale per Internet e per le reti informatiche aziendali: comunicazioni, applicazioni, storage e servizi associati ai sistemi informatici aziendali. Infatti, del recente impegno di $ 500 milioni di IBM per l'informatica pervasiva, $ 300 milioni andranno alla creazione di un'infrastruttura intelligente di chip, mainframe, server, database e protocolli per supportare il futuro mobile ricco di dati.

Il punto di vista di Sun su questa idea è evidenziato nel suo progetto Public Utility Computing (PUC) di quattro anni. L'obiettivo è creare reti virtuali dinamiche, o supernet. Ad ogni supernet verrebbe assegnato un indirizzo Web pubblico che i suoi membri contattano. Dopo essersi autenticati tramite una password o una smart card, gli utenti ricevevano le chiavi di crittografia e gli indirizzi per accedere alla supernet privata, dove potevano recuperare file in modo sicuro e collaborare in tempo reale. Con PUC, non c'è differenza distinguibile tra essere nella sala conferenze di HP o nel mio ufficio, o a casa, o in spiaggia, o a New York, afferma il senior manager Glenn Scott.

La tecnologia PUC potrebbe anche consentire alle organizzazioni di archiviare e recuperare dati e accedere a servizi computazionali sofisticati, come il software di database che analizza le tendenze dei clienti. Solo che invece di acquistare questi costosi sistemi, le aziende pagherebbero esclusivamente per ciò che hanno utilizzato. Questo potrebbe essere l'ideale per le piccole imprese, sostiene Scott. Immagina un'operazione di 10 persone che vuole sfruttare un grande software di contabilità che richiede una macchina ad alta potenza che l'azienda non può permettersi. Secondo il concetto PUC, l'azienda potrebbe semplicemente affittare l'applicazione secondo necessità, forse una volta alla settimana per 10 minuti. Poiché PUC funziona a livello di rete anziché all'interno del software, qualsiasi applicazione può essere facilmente portata nella supernet. Questo, afferma Scott, lo rende molto più potente dei sistemi pay-as-you-go offerti dagli odierni fornitori di servizi applicativi.

Il trucco sta nel rendere tutto sicuro. Scott afferma che le prove sul campo lo scorso anno hanno convalidato il concetto di comunicazione e archiviazione, che riguardano principalmente la crittografia dei dati, sia quando vengono trasmessi che una volta archiviati. Ma fornire un calcolo sicuro, assicurando agli utenti che i loro dati non vengano copiati inavvertitamente, per esempio, è più rischioso. Qualsiasi soluzione probabilmente implicherà la protezione sia dell'hardware che del software, una combinazione complicata che Sun sta solo esplorando. Tuttavia, Scott crede che il PUC sia la via del futuro; e Sun ha depositato 13 brevetti sulla tecnologia.

Questo concetto di utilità guarda avanti negli anni, ma altri stanno prendendo di mira più immediatamente una forma ridotta di 24/7/360. Dal 1998, l'attuale AT&T Laboratories Cambridge ha reso disponibile il software Virtual Network Computing per il download gratuito. VNC trasforma qualsiasi browser Web in un display remoto per un computer desktop, consentendo alle persone di accedere a file e applicazioni da qualsiasi dispositivo, laptop, PC, Mac e Palm. Inoltre, funziona su linee telefoniche standard e telefoni cellulari, alleggerendo il flusso di dati trasmettendo solo i bit o i pixel che cambiano di secondo in secondo.

È lo stesso principio del PUC, a un livello più personale. Il motivo per cui le persone portano laptop ingombranti non è quello di avere tutti i loro dati a portata di mano, sostiene il ricercatore di AT&T Quentin Stafford-Fraser. Quello che vuoi davvero portare con te quando vai da qualche parte è il tuo ambiente, dice. Ciò significa che i tuoi set di preferenze, date, desktop e così via. Con VNC, osserva, posso praticamente andare in qualsiasi parte del mondo ed essere connesso alla mia macchina che si trova sulla scrivania qui.

Il sistema non è sicuro e non offre le funzionalità di condivisione file di PUC. Tuttavia, la sua capacità multipiattaforma è convincente, come hanno scoperto i ricercatori di AT&T quando il server di rete di un utente aziendale si è bloccato mentre il suo amministratore di sistema era in campeggio. Raggiunto sul cellulare, al tecnico è stato detto di tornare in ufficio per 250 chilometri. Invece, tirò fuori il suo Palm Pilot, richiamò il suo desktop abilitato per VNC e risolse il problema, tutto senza lasciare la sua tenda.

Stafford-Fraser riferisce che ci sono fino a 10.000 download VNC al giorno, con circa un milione di macchine che eseguono il software. Ma questo è un punto debole sullo schermo rispetto a quello che AT&T e altri credono che potrebbe essere il principale attore in 24/7/360 per gli anni a venire: il telefono già onnipresente. Questa idea è incarnata nel progetto VoiceTone di AT&T, che cerca di sostituire un normale segnale di linea con una versione automatizzata del centralino del passato. AT&T, come posso aiutarti? il tono di voce potrebbe chiedere. Grazie al riconoscimento vocale, alla velocità di elaborazione, alla presenza sul Web di quasi tutto e a tecnologie come la sintesi vocale, i chiamanti possono chiedere messaggi e rapporti sul traffico, controllare il meteo e i risultati sportivi o effettuare prenotazioni di ristoranti, tutto in linguaggio normale e senza accedere in modo convenzionale.

AT&T sta sviluppando essa stessa alcuni di questi servizi. Tuttavia, molti verranno forniti tramite servizi vocali come Tellme Networks di Mountain View, California, in cui AT&T ha investito 60 milioni di dollari. Tellme e concorrenti come BeVocal, con sede a Santa Clara, cercano di trasformare i normali telefoni in gateway per il Web. In Tellme, ad esempio, i chiamanti compongono un numero 800, quindi navigano nel sistema con comandi vocali come Ristoranti, Boston, Massachusetts, cinese. Quindi ottengono un elenco di candidati e possono persino ascoltare le recensioni di Zagat. Se desiderano effettuare una prenotazione, si collegano gratuitamente al ristorante.

I co-fondatori di Tellme Angus Davis e Mike McCue hanno lasciato Netscape per perseguire la visione del telefono come interfaccia del computer. Eravamo questi esperti di browser e abbiamo pensato che fosse bello avere 150 milioni di browser Web, spiega Davis, direttore di produzione di Tellme. Ma abbiamo pensato, non sarebbe davvero bello se potessimo costruire un'interfaccia utente per Internet che raggiungesse due miliardi di persone? Ed è questo che ha reso il telefono eccitante.

Chi, cosa, quando, dove?

Calcolare miliardi potrebbe essere troppo in cui sperare nel prossimo futuro. Tuttavia, è già chiaro che sempre più potenza di calcolo e servizi risiederanno nelle reti e che questi servizi saranno sempre più accessibili tramite cavi e reti wireless e tramite una miriade di dispositivi. Le tecnologie software emergenti come Jini di Sun e Universal Plug and Play di Microsoft promettono di consentire l'accesso a sistemi e servizi indipendentemente dal sistema operativo o dal linguaggio di programmazione che utilizzano. Per quanto riguarda l'hardware, la società di ricerche di mercato di Dallas Parks Associates stima che 18,1 milioni di dispositivi informatici, come computer palmari e televisori connessi a Internet, telefoni cellulari, sistemi di navigazione per auto e console di gioco, siano stati spediti lo scorso anno. Nascenti standard wireless, come il Bluetooth per le comunicazioni radio a corto raggio, aggiungeranno maggiore flessibilità per il collegamento tra dispositivi e reti.

Ma prima ancora che poche persone abbiano il vantaggio di un'informatica veramente onnipresente, devono essere fatti grandi passi avanti verso la creazione di una tecnologia che serva le persone piuttosto che il contrario. Ciò significa che oggetti e servizi devono percepire e rispondere a ciò che accade intorno a loro, in modo che possano automaticamente fare la cosa giusta: tenere una chiamata di routine se sei occupato, farti sapere se il tuo volo è in ritardo o informarti di un ingorgo e suggerire un percorso migliore. Tali imprese sono sempre più note come calcolo sensibile al contesto. Tuttavia, per svolgere al meglio questo lavoro, le reti devono sapere qualcosa sulle persone che le utilizzano, inclusa spesso la loro identità e posizione. Questo costringerà a una scelta: le persone vogliono cedere periodicamente la privacy in cambio di un servizio migliore?

Gran parte dello sforzo per tracciare persone e dispositivi e coordinare la loro interazione risale al programma Active Badge di Olivetti (ora AT&T). L'ultima svolta si chiama informatica senziente, che sostituisce i badge attivi che emettono infrarossi con trasmettitori a ultrasuoni, soprannominati pipistrelli. Poiché gli ultrasuoni forniscono dati di posizionamento molto più precisi rispetto agli infrarossi, i pipistrelli consentono di costruire un modello al computer che segue persone, oggetti e le loro relazioni reciproche. Il computer, spiega il ricercatore Pete Steggles, crea un cerchio intorno a me di circa un piede di raggio, e c'è un altro piccolo cerchio attorno a questo dispositivo. E quando l'uno è contenuto nell'altro, allora sono in un certo senso il proprietario di quel dispositivo e accadono cose appropriate ( vedere Sentient Computing, barra laterale ).

Un altro modo per tracciare gli oggetti è attraverso i tag di identificazione a radiofrequenza, come quelli usati per monitorare il bestiame. Questi e-tag variano in dimensioni da un chicco di riso a un quarto e quindi possono essere incorporati in oggetti di uso quotidiano. La maggior parte si affida all'accoppiamento induttivo, come quello utilizzato nelle etichette più ingombranti applicate sui vestiti per scoraggiare il taccheggio. A differenza dei pipistrelli, gli e-tag non hanno una fonte di alimentazione interna che necessita di sostituzione periodica. Invece, un segnale da un lettore di tag induce una corrente nell'impianto, che consiste in una bobina attaccata a un chip di silicio. L'energia catturata dalla bobina viene immagazzinata in un condensatore che alimenta il chip e fa sì che trasmetta un identificatore univoco al lettore. Da lì, i dati vengono inoltrati in modalità wireless a Internet o all'intranet aziendale, richiamando ulteriori informazioni relative all'elemento contrassegnato.

L'anno scorso, i ricercatori del PARC hanno etichettato elettronicamente tutto, dalla carta ai libri, alle fotocopiatrici in tutto il laboratorio. In questo modo, chiunque abbia un tablet dotato di lettore potrebbe accedere a informazioni e servizi aggiuntivi associati all'elemento contrassegnato. Diciamo, ad esempio, che una persona si sia avvicinata a un volantino che annunciava una conferenza. Posizionando il computer vicino al titolo, potrebbe richiamare l'abstract del discorso. Tenendolo vicino all'annuncio di data e ora, in cui è stato incorporato un tag separato, programmare l'evento in un calendario elettronico. Ancora meglio, molti articoli contrassegnati attivavano servizi associati alla loro forma fisica. In una dimostrazione, avvicinare un dizionario francese etichettato a un computer ha richiamato sullo schermo una versione francese del documento inglese. Roy Want, che ha guidato il progetto ma da allora ha lasciato Xerox per passare a Intel, descrive gli e-tag come un'evoluzione del codice a barre. Penso che in futuro quasi tutto ciò che viene prodotto e commercializzato conterrà un tag elettronico. Tali tag, aggiunge, si collegheranno a Internet per fornire informazioni sull'origine, la storia e la proprietà dell'oggetto.

Sebbene un mondo popolato da pipistrelli ed e-tag prometta di estendere l'informatica a quasi tutto, non soddisfa una delle più grandi speranze per l'informatica onnipresente: sensori, effettori e attuatori possono anche essere incorporati nei dispositivi, rendendo i sistemi in grado di elaborare sia informazioni e rispondervi. L'ex direttore del PARC John Seely Brown, ad esempio, prevede un mondo in cui milioni di sensori in rete sono collocati nelle strade, utilizzando le informazioni sul traffico per ridurre la congestione e quindi armonizzare l'attività umana con l'ambiente.

Il compagno digitale

Sebbene promettano di aggiungere una grande utilità alla vita delle persone, la maggior parte delle tecnologie sensibili al contesto dipende dalla comunicazione diretta tra gli esseri umani e un dispositivo o un'applicazione noti. In realtà, a casa o in viaggio, le persone avranno anche bisogno di aiuto per accedere a servizi a loro sconosciuti e con i quali non vorranno mai interagire direttamente.

Entra in un terzo aspetto importante dell'informatica onnipresente: agenti software, o bot, che si aggirano dietro le quinte per trovare servizi e, in genere, portare a termine le cose senza disturbare gli umani con i dettagli. Molti bot sono già sul mercato, catalogando il Web per portali Internet o tracciando le preferenze dei clienti per gli e-tailer. Ma una nuova generazione è a portata di mano. Alcuni bot sono specifici per singoli dispositivi o applicazioni. Altri sono più come assistenti esecutivi in ​​cerca di affari, negoziando accordi e raggruppando dozzine di servizi in azioni più ampie e coordinate.

Tra i primi bot ad arrivare sul mercato potrebbero esserci applicazioni sensibili al contesto che cercano di prevenire il sovraccarico di informazioni filtrando e-mail, telefonate e avvisi di notizie. Molte aziende stanno affrontando questo problema. In Microsoft, gli agenti software in fase di sviluppo prendono queste decisioni in base a fattori quali il contenuto del messaggio, i tipi di comunicati che gli utenti leggono per primi o eliminano senza aprirli e la relazione dell'autore del messaggio con il lettore o la posizione nell'organigramma aziendale. Gli agenti possono quindi determinare se interrompere o meno correlando tali informazioni, con l'aiuto di sensori desktop come microfoni e telecamere, con se la persona è al telefono, impegnata alla tastiera o incontra qualcuno. Se la persona è fuori, gli agenti possono anche decidere se rintracciarla tramite cercapersone o cellulare.

Anche questo, però, è solo l'antipasto di un'idea, ancora priva di concretizzazione, che SRI chiama il compagno digitale. Proprio come i filtri basati su statistiche di Microsoft, prevede agenti che si adattano alle esigenze umane solo su una scala molto più ampia, poiché l'idea del facilitatore OAA viene estesa per includere agenti personalizzati che rimarranno con le persone per anni o addirittura decenni. Proprio come una brava segretaria impara le preferenze di un capo e arriva persino ad anticipare i suoi bisogni, così un compagno digitale servirà i suoi padroni umani.

Pensalo come un PDA (assistente digitale personale) sotto steroidi, riferisce Mark di SRI. È il tuo assistente, è il tuo intermediario per questo insieme di servizi e dispositivi disponibili nella rete. Il tuo compagno, dice, autenticherà la tua identità e pagherà le bollette. Organizzerà il viaggio in base alle tue preferenze e farà anche in modo che la radio dell'auto a noleggio sia impostata sui tuoi desideri. Non ricordi il vino che hai bevuto in un ristorante la scorsa settimana? Basta chiedere al tuo compagno: farà riferimento alle tue bollette e forse alla lista dei vini del ristorante per scoprirlo. In breve, afferma Mark, un compagno digitale sarà il telecomando universale di una persona per il mondo.

La visione onnipresente dell'informatica rimane in molti sensi proprio questo: una visione. Al di là delle immense sfide tecnologiche della costruzione di un'infrastruttura di pubblica utilità e della creazione di compagni digitali, incombono questioni sbalorditive che vanno dalla programmazione per il mondo in rete alle vere paure di invasioni della privacy simili a quelle del Grande Fratello. Jeffrey Kephart, a capo del gruppo Agents and Emerging Phenomena presso il Thomas J. Watson Research Center di IBM a Hawthorne, NY, prevede addirittura i miliardi di agenti che presto saranno là fuori a stabilire prezzi, fare offerte e prendere decisioni di acquisto come un jolly economico con ramificazioni potenzialmente immense. Quello di cui stiamo parlando è l'introduzione nell'economia di una nuova specie economica, dice. Finora abbiamo avuto solo umani. Sta lavorando per modellare e studiare le dinamiche di un tale sistema e modi divini per evitare guerre dei prezzi e in generale aiutare a prevenire che le cose vadano fuori controllo.

Nessuno conosce ancora la soluzione a tali enigmi, né le risposte sono nemmeno evidenti nel miscuglio di sforzi di oggi. Tutto ciò significa che l'informatica veramente onnipresente potrebbe essere ancora lontana decenni.

Costantemente, però, i pezzi più importanti sembrano venire insieme, dando origine a una visione tra alcuni nel settore che il nuovo giorno è vicino. Mark di SRI è uno di questi ottimisti. Lo stesso vale per Jim Waldo, ingegnere capo dello sforzo Jini di Sun, che, rimuovendo molte delle barriere che esistono tra sistemi basati su sistemi operativi e linguaggi diversi, segna un grande passo verso il sogno.

La mia sensazione sull'intera faccenda dell'informatica onnipresente è che sta arrivando al punto di essere quasi una soluzione sovrasatura e, a un certo punto, si formerà il cristallo. E quando lo farà, accadrà molto velocemente, afferma Waldo. Ci sarà un sacco di questo lavoro di base. Non andrà da nessuna parte e all'improvviso sarà lì.

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