Андрей Въжнов

29 декември 2015 г. 11 минути четене

Тази глава обхваща някои технически концепции, като API и изчисленията в облак, които са необходими за разбирането на останалата част от книгата. Ако вече знаете тези понятия, моля, преминете директно към Глава 4: Индустриален Интернет .

скромния

През януари 2014 г. Google купи компания, наречена Nest La b s, производител на интелигентен термостат, който се учи от навиците на потребителите, за да пести енергия. Първоначално анализаторите бяха изненадани от високата цена (от 3 милиарда долара), която беше много по-висока от стойността на всеки друг производител на термостат. Освен това Google получи силни критики, тъй като навлизането на пазара за домашно отопление изглежда нямаше нищо общо с основния фокус върху онлайн търсенето и рекламата. Скоро обаче стана ясно, че придобиването на Nest всъщност е първият ход на Google на пазара за IoT и смарт устройства извън телефона.

Nest Labs е създаден от Тони Фадел, известен в технологичния свят като изпълнителен директор на Apple, създал iPod и един от основните хора в създаването на iPhone. През 2007 г. Фадел започва да изгражда новия си футуристичен дом и когато се опитва да закупи термостат за управление на отоплителната и вентилационната система в новия си дом, осъзнава, че на пазара няма добри възможности. Всички програмируеми термостати бяха скъпи и имаха сложни и объркващи интерфейси. Fadell беше изправен пред предизвикателството да разработи термостат, който по-скоро приличаше на iPod, отколкото на грозните, основни традиционни термостати.

Смарт термостатът Nest е добър модел за разбиране на цялостната архитектура на IoT продукти и за изучаване на някои важни принципи, които се прилагат при създаването на свързани продукти извън дома. Но първо, нека изясним няколко терминологични момента. За какво точно говорим, когато говорим за интелигентни устройства?

Думата „умен“ има много значения. От една страна, има класическия усет за умен човек, този с най-голяма способност да решава задачи, склонност към математика или остроумен ум. От друга страна, днес чуваме много за бързото развитие на изкуствения интелект и че, може би един ден, можем да изградим машина, равна или по-интелигентна от човешкия ум.

Важното е, че когато говорим за интелигентни термостати, интелигентни машини или интелигентни градове в контекста на IoT, значението е много различно от тези две. Най-вече няма нищо общо с изкуствения интелект на научно-фантастичните филми. Ние просто говорим за устройства, способни да изпълняват програми, които могат да анализират данните от сензора и да извършват действия въз основа на това съгласно определени правила, установени от програмистите.

В случай на Nest, термостатът, освен че има няколко температурни сензора, има и сензори за влажност, близост, движение и околна светлина. Тези сензори ви позволяват да правите голямо разнообразие от полезни неща. Например, сензорът за движение може да открие кога потребителите излизат от къщата или да спят, за да активира енергоспестяващия режим и автоматично да понижи температурата по подходящ начин в помещението, което е останало празно за определено време. Сензорът за близост може да усети приближаването на човека и да включи екрана за взаимодействие. Когато потребителят се отдалечи, яркостта на екрана намалява.

Интелигентната част на термостата му позволява да се учи от потребителските модели. Когато инсталирате за първи път термостата, първо ще трябва да настроите температурата ръчно. Но след дузина корекции, Nest научава, че обикновено превръщате температурата до 22 градуса, когато сте вкъщи будни и предпочитате 20 градуса, когато заспите. Също така, ако предпочитате малко по-висока температура през уикенда или малко по-ниска сутрин, Nest ще научи и това. След около седмица ще откриете, че Nest променя температурата автоматично, защото вече е научил и помни вашите предпочитания. За разлика от "усъвършенстваните" термостати, съществували преди, няма абсолютно нищо за програмиране. Потребителят просто повишава и понижава температурата, както и когато поиска, и устройството се учи от само себе си. В това Nest следва ключов принцип на интелигентния технологичен дизайн: Компютрите не трябва да питат хората нещо, което сами могат да измислят.

Структурата на интелигентното устройство

По-общо казано, всяко интелигентно устройство има три аспекта, които го правят „интелигентно“: сензори, обработка и връзка. Също толкова важен е облакът, свързан с продукта, тъй като някои приложения работят директно на устройството, докато други работят в облака.

Облакът е просто начин за препращане към софтуера (като база данни), който работи на отдалечени сървъри. Днес всички ние използваме облака ежедневно. Приложения като GMail, Dropbox или WhatsApp са примери за приложения, хоствани в облака: с тези приложения вашият компютър или мобилен телефон служи само като интерфейс към програмата, която действително работи на сървърите на Google, Dropbox или WhatsApp.

Хостваните в облак приложения имат много предимства. Един от основните е отдалеченото съхранение на вашите данни. Например, ако загубите телефона си, няма да загубите имейлите или файловете си в Dropbox. Но в ерата на IoT облакът придобива още по-голямо значение. Свързаните устройства обикновено са много по-малки и по-евтини и нямат сензорен екран с висока разделителна способност или твърд диск като вашия компютър. Някои устройства, като например интелигентни светлинни лампи, нямат никакъв дисплей. В тези случаи облакът предоставя услуга за съхранение на данни и достъп до интерфейс за конфигуриране и управление на устройството.

Също така свързаните продукти често имат ключово ограничение, тъй като работят на батерия, а процесорът е много енергоемък компонент. Наличието на относително слаб процесор позволява на батерията да издържи по-дълго, което е критичен фактор за много приложения на IoT.

Решението на тези ограничения е, че алгоритмите за прости функции и тези, които се нуждаят от незабавен и локален отговор, работят директно на устройство; докато най-сложните алгоритми, особено тези, които включват съхранение и анализ на данни, работят в облака. Например, както вече видяхме, ако човек се приближи до термостат Nest, яркостта на екрана се увеличава автоматично. Тази проста функция е програма, която работи директно на термостата. От друга страна, ако потребителят иска да види подробни графики на своята консумация на енергия, той не може да го направи директно с устройството на стената. Вместо това, както при GMail или WhatsApp, потребителят може да използва телефона или компютъра си за достъп до своя акаунт в Nest в облака и да преглежда данните, съхранявани там удобно. Потребителят може също да използва достъпа за дистанционно управление на температурата в дома си от телефона.

Но най-важната функция на облака е, че той дава възможност за нови функционалности, които съществуват извън физическото устройство. Приложението Nest в облака се свързва с услугите за прогнозиране на времето, за да препрати тази информация към навиците на потребителите и по този начин да може да управлява отоплението и климатизацията по-ефективно въз основа на местните вариации на времето. Техниците Nest непрекъснато изучават как да подобряват своите алгоритми и могат да актуализират софтуера, без потребителят да трябва да прави каквото и да било и дори да не трябва да знае.

В днешно време изглежда, че температурата в дома ни няма нищо общо с нашата кола или гривната, която измерва спортните ни резултати с нашия акаунт в Netflix. Но при свързани устройства всяко потенциално полезно взаимодействие може да бъде автоматично координирано. Например Mercedez Benz създаде приложение, което изчислява колко време ще е необходимо да се приберете у дома въз основа на местоположението и скоростта на вашата кола и автоматично предупреждава Nest да излезе от икономичния режим и да започне да кондиционира къщата в подготовка за вашето пристигане. По същия начин интелигентната гривна FitBit може да открие дали сте заспали на дивана и да спре програмата или филма, който сте гледали, когато сте спрели да обръщате внимание.

Всичко това е възможно благодарение на концепцията, известна като API, може би най-важната концепция за разбиране на свързаната икономика и истинското въздействие на IoT. API е съкращението на Application Programming Interface. Механизмът позволява на устройството да говори с друго устройство или, по-скоро, позволява на приложение, вградено в устройството, да контролира друго приложение. Това е нещо, което всички ние вече имаме в живота си на нивото на софтуера, който използваме. Например, когато купувате самолетен билет на Despegar или Expedia или когато резервирате настаняване в AirBnB, тези програми могат автоматично да актуализират календара ви в Google с датата на новото ви пътуване. Същото се случва, когато използвате спортно приложение на мобилния си телефон, което автоматично туитва или публикува във Facebook, че сте изминали 5 километра. Всичко това е възможно, тъй като календарът на Google, Facebook и Twitter има API, интерфейсите, които позволяват на други програми като Expedia и AirBnB да променят автоматично календара си или вашия Facebook, без да го включват.

Оригиналното значение на думата интерфейс идва от химията и се отнася до точката на контакт между две различни вещества или системи: между лице, пространството, където две различни неща се срещат лице в лице. Днес интерфейсът, който използваме най-много, е графичният интерфейс - точката на контакт между човека и компютъра. По същия начин API на IoT са контактна точка между едно устройство и друго или между устройството и облачно приложение. Например Nest API позволява на друга програма или устройство да разбере дали електрическата мрежа е с пиково търсене. Използвайки този стандартен интерфейс, всеки производител на домакински уреди може да се консултира с Nest, за да избере най-подходящото време за изпълнение на задача. Това направи производителят на перални машини Whirlpool, когато използва API на Nest, за да избере най-евтиното време за пране на дрехите си.

Друга полезна аналогия са услугите, предлагани от бизнес или организация. Ако посетите уебсайта на McKinsey, ще намерите списък с техните услуги, от стратегическо консултиране до обучение за най-добри практики в бранша. Ако посетите сайта на заведения за обществено хранене, ще видите какви видове събития могат да обслужват; и ако се консултирате със софтуерна фабрика, те ще ви кажат какви приложения или програми могат да разработят. Метафорично казано, тези описания са API на организацията: интерфейсът между вътрешните възможности и това, което клиентът може да поиска отвън.

Всъщност това не е просто метафора: все повече организации започват да предлагат възможностите му като програмируем API. Amazon разполага с API за логистичното си обслужване и доставката на физически продукти до клиента; Google предоставя API на своята услуга за превод и своя изкуствен интелект TensorFlow, IBM предлага API на Watson, програмата, която победи световно световния шампион в играта на любопитни факти Jeopardy. Използвайки приложните програмни интерфейси (API) на различни компании, можем да започнем да изграждаме предложения за стойности по напълно различен начин, като автоматично интегрираме сензори, анализ на данни и иницииране на процеси във физическия свят.

Ако всичко в живота ви потенциално може да бъде свързано, какви връзки си заслужават? Трябва ли обувките ви да могат да говорят с термостата? Вашата кола с вашата пералня? Възможностите са неограничени и има много свързани устройства със съмнителна полезност, като тостер, който чурулика на всеки, когато се направи тост. И все пак изненадващо полезни връзки се появяват всеки ден там, където никой не би си ги представял.

Как ще намерим всички тези ценни взаимовръзки в този океан от възможности? Тук може би виждаме най-важната роля на API системата: тя е двигателят на иновациите за взаимосвързания свят. Вече видяхме тази динамика в първата вълна от интелигентни продукти: когато нашите телефони се превърнаха в смартфони. Днес в магазините на Apple и Android има около 1,5 милиона приложения за покриване на всички видове и разнообразни нужди: някои, които спасяват живота, като приложението, което позволява на приятел да ви придружава на практика, когато се прибирате сами в една област. Опасно, други, които ни помагат да спазваме диета или план за упражнения и, разбира се, безкрайни приложения, които просто ни забавляват. Консултантската фирма Forrester изчислява, че средните разходи за разработване на едно мобилно приложение варират от 25 000 до 150 000 долара, с което приложенията в магазина на Apple днес представляват иновации, които струват между 35 и 225 млрд. Долара. Това е практическата стойност, която отвореният API има за Apple.

Създателят на Nest Тони Фадел е много ясен относно важността на иновациите от разработчици на трети страни при използване на Nest API. Той казва: „Искаме да работим с разработчици, които предлагат страхотни идеи. IPhone е голямо нещо, но при стартирането му имаше само 5 приложения. Днес той има милион приложения. Възможността у дома ще бъде подобна. "

И така, защо Google купи Nest? Някои хумористично казват, че е така, за да можете да показвате реклами за пожарогасители, когато бъде открит пожар. Други малко по-песимистично мислят, че Google може да разшири историята си с данните за това, което прави у дома. В това има зрънце истина. Google има огромна способност да намира стойност в данните и със сигурност след време ще се появят по-ценни приложения, както в примера за спестяване на енергия, който ще видим по-късно. Но основната причина е по-прозаична и в същото време по-дълбока. Когато предвиждат бъдещето с милион приложения за своя интелигентен дом, ситуацията се изчиства: Google използва компанията на Тони Фадел, която представлява таланта и дизайна на Apple, за да навлезе на пазар за продукти, които в дългосрочен план ще променят начина ние живеем.

Андрей Въжнов е автор на книгата 3D печат: Как ще се промени светът. Андрей има магистърска степен по публична политика от Харвардския университет и диплом по физика от Новосибирския университет.