Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar

Costul şi dimensiunile senzorilor s-au redus considerabil în ultima vreme, iar astăzi aceştia au devenit suficient de mici şi de ieftini pentru a putea fi integraţi în tot mai multe obiecte. Acest lucru se întâmplă cu o frecvenţă tot mai mare, revoluţionând industrii întregi.

„Internetul lucrurilor” şi lumea digitală

• Dublarea vitezei de procesare a computerelor, posibilă printr-o metodă inovatoare
• Computerele obișnuite încă le pot întrece pe cele cuantice. Iată cum!

În 2003, pe Terra trăiau aproximativ 6,3 miliarde de persoane şi erau conectate la Internet 500 de milioane de dispozitive. După numai cinci ani, numărul dispozitivelor conectate la Internet a depăşit numărul oamenilor de pe planetă. Specialiştii companiei Cisco consideră că acesta este momentul în care a început o nouă epocă – aceea a aşa-numitului „Internet al lucrurilor” (the Internet of things).

Numărul dispozitivelor conectate la Internet cunoaşte o evoluţie incredibilă: specialiştii Cisco estimează că aproximativ 12,5 miliarde erau „online” în 2010. Tot ei estimează că numărul obiectelor conectate la Internet se va ridica la 25 de miliarde în 2015 şi că va atinge pragul de 50 de miliarde în 2020.

Surpriza este aceea că dispozitivele conectate la Internet nu se limitează la computere, telefoane mobile sau tablete. Graţie progresului tehnologic şi miniaturizării, numeroase obiecte de toate felurile pot fi conectate la Internet. De asemenea, senzorii devin tot mai mici şi mai ieftini, astfel că tot mai multe obiecte pot fi monitorizate în timp real. Un număr tot mai mare de conexiuni la Internet originează de la diferiţi senzori ataşaţi diferitelor obiecte – sau chiar unor unor fiinţe vii.

Spre exemplu, o companie olandeză, Sparked, a dotat 200 de vaci cu senzori wireless, ceea ce permite fermierilor să le urmărească în timp real traseul, starea de sănătate sau chiar să afle când devin gestante. Fiecare vacă transmite 200 MB de date pe an.

Animalele nu sunt singurele fiinţe care pot fi monitorizate prin senzori. Şi pacienţii umani încep să beneficieze de această posibilitate. Companii precum Corventis produc monitoare cardiace wireless care permit doctorilor să afle în timp real situaţia pacienţilor lor.

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

Senzorii devin populari şi în lumea sportului. Mai multe echipe profesioniste de fotbal şi de rugby din străinătate au început să îşi echipeze jucătorii în timpul antrenamentelor cu un dispozitiv de dimensiunea unui telefon mobil, pe care îl poartă între omoplaţi. Un asemenea aparat costă 3.000 dolari şi este dotat cu GPS, giroscop, magnetometru, accelerometru şi cu un monitor cardiac. Aparatul le permite antrenorilor să urmărească în timp real efortul depus de jucători, să măsoare distanţa parcursă, viteza şi capacitatea de accelerare, numeroasele date ajutându-i să identifice punctele tari şi cele slabe ale fiecăruia.

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

O lume tot mai conectată

Numărul tot mai mare de senzori implică şi obţinerea unei cantităţi mult mai mari de date. Acest lucru se poate observa din ceea ce s-a întâmplat deja: pe măsură ce vitezele conexiunilor de Internet au crescut, şi volumul traficului de date a fost mult mare. Compania Cisco estimează că traficul de Internet contorizat de 20 de gospodării obişnuite în 2011 este mai mare decât tot traficul de Internet înregistrat în 2008!

Dispozitivul care accelerează cel mai tare tranziţia spre lumea digitală este telefonul mobil şi mai ales telefonul inteligent (smartphone-ul), care conţine un număr foarte mare de senzori. Aceştia pot fi folosiţi în nenumărate feluri – spre exemplu, pentru a transforma telefonul într-un „doctor de buzunar”.

La nivelul anului 2010, 4 miliarde de persoane (60% din populaţia planetei) deţineau un telefon mobil, iar 12% dintre acestea aveau telefoane inteligente (a căror rată de penetrare creşte cu mai bine de 20% în fiecare an). Se estimează că 80% din populaţia planetei va avea un telefon mobil în 2017 (adică 5,6 miliarde de persoane).

Institutul McKinsey estimează că, în acest moment, există peste 30 de milioane de senzori în uz la nivel mondial şi că numărul acestora creşte cu peste 30% pe an.

Senzorii în industrie

Senzorii îşi fac apariţia în tot mai multe industrii, contribuind la eficientizarea consumului de resurse şi la reducerea costurilor.

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

Numeroase lucrări de infrastructură sunt astăzi dotate cu senzori, de la poduri şi conducte de transmisie până la platforme petroliere. Toate acestea furnizează date în timp real despre starea echipamentelor, avertizând asupra potenţialelor probleme înainte ca acestea să se producă, permiţând astfel ca reparaţiile să fie efectuate cu pagube minime. În Rio de Janeiro, compania IBM instalează senzori pentru a detecta riscul declanşării unor ploi violente, reducând astfel probabilitatea ca alunecările de teren să provoace pierderi omeneşti.

Un exemplu de folosire a datelor în transporturi vine de la CSX Transportation, o companie de transport feroviar din SUA. Aceasta a început să folosească algoritmi sofisticaţi care combină datele oferite de GPS-ul ataşat locomotivelor cu informaţii despre greutatea şi lungimea trenurilor, despre gradul de înclinare al terenului şi despre numărul de curbe de-a lungul traseului pe care trenul urmează să-l parcurgă. Toate aceste date sunt procesate de software-ul instalat la bord, rezultând mult mai puţine frâne de-a lungul unei călătorii, reducând astfel consumul de combustibil.

Tot în industria transportului, senzorii încep să fie folosiţi pentru a monitoriza marfa, mai ales cea perisabilă, precum legumele şi fructele. Algoritmii sofisticaţi pot procesa datele furnizate de senzori pentru a avertiza transportatorii înainte ca marfa să se deterioreze, permiţându-le să modifice traseul la timp.

În medicină, companii precum General Electric lucrează la transformarea camerei de spital în una cu adevărat inteligentă. În testele efectuate de compania americană, o astfel de încăpere a fost dotată cu trei camere video instalate în tavan. Graţie unui software inteligent care analiza datele furnizate de camere, algoritmii puteau alerta doctorii şi asistentele în cazul în care uitau să se spele pe mâini înainte şi după ce au atins pacienţii, reducând astfel semnificativ numărul infecţiilor intra-spitaliceşti. De asemenea, un software de recunoaştere facială putea alerta doctorii în cazul în care identifica pe chipurile pacienţilor semne că aceştia erau copleşiţi de durere.

Un experiment similar a fost efectuat de specialiştii de la Universitatea din Ontario. Aceştia au dotat maternitatea din localitate cu un sistem care monitorizează în timp real starea de sănătate a copiilor născuţi prematur. Algoritmii sistemului analizează pulsul şi ritmul respiraţiei, alertând personalul medical în cazul în care starea bebeluşilor se înrăutăţeşte.

Senzorii în locuinţe

„Revoluţia senzorilor” începe să-şi facă simţită prezenţa şi în locuinţe. În 2011 au fost lansate mai multe produse care folosesc senzorii pentru a consuma resursele mai eficient şi care fac totodată viaţa de zi cu zi mai uşoară.

Un astfel de exemplu este termostatul digital Nest, lansat în octombrie de compania americană Nest Labs. Fondată de un fost şef al Apple, compania Nest Labs a conceput un termostat ca niciun altul de până acum, ce combină senzorii, algoritmi sofisticaţi şi conectivitatea la Internet. Termostatul Nest detectează temperatura şi umiditatea din aer, mişcările oamenilor prin casă şi momentul în care aceştia părăsesc încăperile sau chiar casa. Acesta acumulează date despre modul în care funcţionează casa şi ajustează automat temperaturile încăperilor. De asemenea, este conectat la Internet pentru a fi mereu la curent cu prognoza meteo, pentru a lua în calcul temperatura de afară şi felul în care aceasta influenţează temperatura din casă. Toate aceste elemente contribuie la reducerea consumului de energie.

„Termostatul gestionează 50% din consumul de energie al unei gospodării, iar 10% din consumul de energie al SUA este controlat de un termostat”, explică cei de la Nest Labs. „De aceea, am conceput primul termostat care învaţă la utilizatori. Cu timpul, termostatul nu mai trebuie programat de oameni, ci se programează singur”, afirmă oficialii Nest Labs.

Aparatele electrocasnice devin şi ele, la rândul lor, dotate cu senzori. Samsung a lansat un frigider dotat cu WiFi şi cu un display LCD. Temperatura frigiderului poate fi ajustată de la distanţă, graţie conexiunii la Internet, iar senzorii cu care este dotat permit ca proprietarii să fie anunţaţi atunci când alimentele riscă să se deterioreze.

Senzorii în comerţ

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

Companiile colectează tot mai multe date despre clienţii lor, ceea ce le permite să îi înţeleagă mai bine. În Marea Britanie, compania Tesco colectează lunar 1,5 miliarde de informaţii despre clienţi, a căror prelucrare îi permite să adapteze preţurile şi campaniile promoţionale la nevoile acestora. Amazon foloseşte datele despre clienţi pentru a le propune acestora alte produse care i-ar putea interesa. Algoritmul folosit de retailerul online este foarte eficient, astfel că aproximativ 30% dintre vânzările site-ului sunt rezultate directe ale propunerilor făcute de acest software inteligent.

Pe lângă integrarea senzorilor în tot mai multe obiecte, progresul tehnologic permite o mai bună analiză a datelor care sunt deja acumulate. Un astfel de exemplu vine din SUA: compania Montblanc, un retailer de lux, a lansat un program pilot în magazinul său din Miami. În cadrul acestuia, imaginile surprinse de camerele de supraveghere sunt analizate de un algoritm sofisticat ce analizează comportamentul clienţilor.

Software-ul conceput de compania RetailNext combină datele înregistrate de camerele video cu cele de vânzări şi cu alţi indicatori (precum datele înregistrate de senzorii de mişcare sau de cipurile RFID ataşate mărfurilor) pentru a identifica factorii care contribuie la vânzări. Angajaţii Montblanc au folosit acest sistem pentru a genera hărţi care arată care părţi ale magazinului sunt cele mai populare în rândul clienţilor şi pentru a decide unde să fie amplasate decoraţiunile, mărfurile şi cum să fie distribuit personalul. Rodrigo Fajardo, reprezentantul Montblanc, spune că acest sistem a condus la o creştere a vânzărilor cu 20%, astfel că va fi implementat şi în alte magazine ale companiei. Montblanc este doar una din cele 40 de companii care utilizează serviciile RetailNext.

Operatorul american de telefonie mobilă T-Mobile foloseşte serviciile companiei 3VR pentru a contoriza cât timp petrec clienţii în faţa fiecărui display, ce telefoane testează şi pentru cât timp. 3VR a anunţat că testează un software de recunoaştere facială, ce permite identificarea sexului şi vârstei clienţilor şi va permite comercianţilor să conceapă noi promoţii în funcţie de comportamentul persoanelor din fiecare segment. Şeful companiei, Al Shipp, estimează că „în viitor vom putea să măsurăm mii de variabile, acum suntem abia la început”.

Spunem adio intimităţii?

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

O altă inovaţie a apărut recent în mallurile europene datorită companiei britanice Path Intelligence. Aceasta a lansat în 2009 FootPath, un sistem care înregistrează semnalul telefoanelor mobile, permiţând urmărirea cumpărătorilor de-a lungul plimbărilor acestora prin centrele comerciale. Astăzi, peste 1 milion de persoane sunt urmărite zilnic cu ajutorul acestui sistem. Sharon Biggar, CEO-ul companiei, afirmă că acest sistem este folosit de comercianţi pentru a decide în care parte a mallurilor să îşi amplaseze magazinele sau pentru a identifica naţionalitatea vizitatorilor (folosind pentru identificare codul de ţară al numerelor de telefon). În mallurile în care este implementat sistemul FootPath, vizitatorii sunt atenţionaţi la intrare şi sunt sfătuiţi să îşi închidă telefonul mobil dacă nu doresc să fie monitorizaţi.

Acesta nu este singurul mod în care datele generate de telefoanele mobile sunt folosite de companii pentru îmbunătăţirea serviciilor. Mai multe companii care oferă servicii de navigaţie prin GPS cumpără de la operatorii de telefonie mobilă date anonimizate din reţelele celulare. Acestea, combinate cu datele oferite de dispozitivele GPS, le permit acestor companii să ofere date în timp real despre aglomeraţia din trafic, astfel că utilizatorii acestor servicii pot folosi rute alternative.

Acelaşi lucru se întâmplă în cazul smartphone-urilor: deoarece majoritatea sunt dotate cu GPS, acestea urmăresc în timp real traseul utilizatorilor. Servicii precum Google Latitude permit fiecărui deţinător de smartphone să păstreze o arhivă actualizată în timp real a călătoriilor sale.

Progresul tehnologic şi reducerea costurilor senzorilor aduc nenumărate beneficii industriilor şi utilizatorilor, însă prezintă şi o faţă întunecată: supravegherea electronică a populaţiei devine mult mai uşor şi mai ieftin de realizat.

Un studiu efectuat de cercetătorul John Villasenor de la Brookings Institute arată că, în scurt timp, „va deveni posibil din punct de vedere financiar şi tehnologic ca toate comunicaţiile de voce şi date dintr-o ţară să fie supravegheate. Fiecare conversaţie telefonică, fiecare mesaj electronic, fiecare interacţiune în reţelele sociale şi chiar mişcarea fiecărei persoane şi a fiecărui vehicul pot fi monitorizate”.

Cercetările efectuate de Villasenor oferă ca exemplu Siria: costurile cu stocarea tuturor conversaţiilor telefonice efectuate de-a lungul unui an se ridică la 2,5 milioane de dolari. În 2016, graţie progresului tehnologic, acestea vor scădea la doar 250.000 de dolari. În Chongqing, un oraş din China în care locuiesc 12 milioane de persoane, se desfăşoară în acest moment un proiect în cadrul căruia municipalitatea va împânzi oraşul cu 500.000 de camere video. Momentan, costurile anuale de stocare a datelor video se ridică la 300 de milioane de dolari, însă în 2020 vor fi de doar 3 milioane de dolari.

Unde ne va duce revoluţia senzorială?

Dacă tot mai multe obiecte vor ajunge să fie dotate cu senzori şi conectate la Internet, care va fi punctul terminus al acestei tendinţe? Larry Smarr, directorul fondator al Institutului pentru Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei din California, afirmă că scopul final este realizarea „computerului planetar care percepe tot”.

Terra 2.0 – cursa spre computerul planetar    terra, senzori, computer planetar

„În următorii 10 ani, lumea fizică va deveni din ce în ce mai încărcată cu dispozitive capabile de a trimite şi a recepta informaţie. Miliarde de procesoare sunt deja integrate în telefoane, automobile, dispozitive, clădiri şi în mediul înconjurător. Aceşti senzori transmit din ce în ce mai multe date către centre de procesare a datelor, iar această tehnologie din cloud permite companiilor să conceapă aplicaţii care sunt «conştiente spaţial». Reţelele electrice inteligente măsoară deja folosirea electricităţii, oamenii activi îşi măsoară pulsul în timpul activităţii fizice, iar sute de milioane de persoane încarcă poze etichetate cu informaţii de geolocalizare în reţelele sociale”, afirmă Smarr.

„Peste 10 ani, cel mai rapid supecomputer va fi compus dintr-un miliard de procesoare, iar tehnologia din cloud va înregistra acelaşi ritm de creştere, ceea ce va permite crearea unui computer planetar cu o putere enormă”, conchide Starr.

Care va fi rezultatul existenţei acestei gigantice puteri computaţionale? Mike Liebhold de la Institute for the Future afirmă că acest supercomputer va avea capacitatea de a simula mai multe aspecte ale lumii fizice cu o viteză mai mare decât cea pe care aceste procese o au în realitate. Astfel, computerul va trece de la pasul în care înregistrează informaţia şi o analizează la cel în care devine capabil să o controleze. Aşadar, lumea fizică va putea fi controlată de lumea digitală.

Este greu de estimat care va fi impactul acestei revoluţii industriale 2.0. Acum un secol, când omenirea era martora altei inovaţii radicale, automobilul, puţină lume ar fi putut prezice că această invenţie va duce la apariţia suburbiilor sau a mallurilor. Un singur lucru e cert – „lumea digitală” are potenţialul de a schimba dramatic societatea.