WEARABLE COMPUTING

Komputer jest dla większości użytkowników narzędziem wykonującym zestaw rutynowych czynności, milczącym "środowiskiem roboczym", które w momencie zamknięcia systemu przestaje nas dotyczyć. Systematyczny, prognozowany przez prawo Moore'a wzrost możliwości przetwarzania danych nie jest jednak miarą funkcjonalności; jedynie tryby awaryjne i błędy software'u są dla nas czymś zaskakującym w stosunku do monotonnego otwierania i zamykania okien, potwierdzania, anulowania, itd. Małe i szybkie notebooki rozwiązują wprawdzie problem mobilności użytkownika, ale rzeczywista interakcja człowieka i maszyny pozostaje w dalszym ciągu ograniczona. Profesor Steve Mann, współtwórca The Media Lab w Massachussets Institute of Technology oraz pionier i wizjoner technologii określanej terminem "wearable computing", uważa, że komputery osobiste powinny stanowić część naszego ubioru. Mann prowadzi od połowy lat 70-tych badania nad możliwościami udoskonalenia ludzkiej percepcji, które wiążą się z wykorzystaniem komputerów jako wygodnych i stale nam towarzyszących "dodatkowych mózgów". Szczególne zainteresowanie Manna wizualno-optycznymi aspektami technologii komputerowej wywołała praca Ivana Sutherlanda, opublikowana w 1968 roku i poświęcona trójwymiarowemu wyświetlaczowi zamontowanemu w hełmie. Jej autor opisywał system lustrzanych soczewek, które miały umożliwić użytkownikowi postrzeganie obrazów wirtualnych, nakładających się na obrazy rzeczywiste. Poważnym ograniczeniem tego futurystycznego urządzenia była jednak konieczność połączenia go z (zasilaną zazwyczaj prądem zmiennym) stacją roboczą, w wyniku czego nie opuściło ono praktycznie murów laboratorium. W czasach, które w stosunku do obecnego stanu technologii wydają się niemal prehistoryczne, Steve Mann poświęcił się konstruowaniu osobistych systemów optyczno-komputerowych. Początkowo miały mu one służyć do wykonywania eksperymentalnych fotografii i opracowywania nowych metod modyfikacji perspektywy. Zgłębiając różnorodne możliwości i formy wearable computingu, Mann wyodrębnił trzy fundamentalne cechy tej technologii:

efemeryczna	urządzenie powinno wchodzić w bezpośrednią interakcję ze strumieniem percepcji użytkownika. Cecha ta odróżnia je od wykorzystywanych doraźnie cyfrowych organizerów, PDA (personal digital assistant) czy pagerów.
egzystencjalna	urządzenie daje użytkownikowi "siłę", a nie "zniewala" go. Pozorny mistycyzm tego twierdzenia jest poparty logicznym przykładem. Zdalnie sterowane systemy osobiste mogą stać się stać się narzędziem socjoinżynierii (stymulacja bólu i cyborgizacja więźniów). Na przeciwległym biegunie zastosowań znajduje się walkman, który umożliwia tworzenie osobistego środowiska dźwiękowego i izoluje nas od źródeł akustycznej kontroli (jednym z nich jest tzw. muzak - przemysłowo optymalizowany uspokajacz, muzyka wind i lotnisk).
eudajmoniczna	urządzenie jest usytuowane w przestrzeni osobistej i powinno być traktowane jako element naszej materialnej powłoki.

Mann relacjonuje, że prototypowe wersje jego urządzeń pozwoliły na określenie domeny praktycznych zastosowań wearable computing, choć z wielu względów były to konstrukcje wymagające poprawek. Największym problemem systemów pierwszej generacji (WearComp 0,1 i 2 - powstałe do 1981 roku) była ich wielkość - przypominały one wówczas plecak, wyposażony w dużą ilość anten, sensorów i kabli. Zastosowanie dużej ilości całkowicie różniących się między sobą części składowych było jednocześnie powodem częstego zrywania się połączeń międzysystemowych. Mann z mnisią cierpliwością pokonywał koszmar wypadających wtyczek i splątanych kabli, dzięki czemu doszedł do wniosku, że systemy drugiej generacji powinny być zbliżone formalnie raczej do ubioru niż do plecaka. Kolejne systemy Manna (WearComp 3 - konstruowane od 1982 roku do późnych lat 80-tych) ulegały stopniowej rozbudowie i rozproszeniu. Typowe "inteligentne ubranie" drugiej generacji składało się ze specjalnych spodni, kamizelki i kurtki. Wszystkie elementy ubioru były połączone przy pomocy wszytych kabli - w ten sposób wyeliminowana została konieczność uciążliwego łączenia poszczególnych modułów ze stacją roboczą. Kabel wychodzący z czujników, umieszczonych w butach, biegł prosto do wszytego w nogawkę spodni wejścia, spodnie były "podpinane" do "kamizelki obliczeniowej", która łączyła się z kolei z "kurtką radiową". Czynności zakładania i zdejmowania urządzenia były na tyle skomplikowane, że Mann zbudował do tego celu rodzaj wielofunkcyjnej szatni. Niektóre rozwiązania drugiej generacji były kompatybilne w stosunku do wcześniejszych systemów, o czym niewątpliwie decydowały ówcześnie dominujące technologie. W ramach udoskonaleń systemowych został natomiast zastosowany procesor 8085 Intela (w stosunku do wykorzystywanego wcześniej MSI oraz procesora 6502) i montowany na pasku ekran, działający w systemie NTSC. Postęp miniaturyzacji urządzeń elektronicznych okazał się naturalnym sprzymierzeńcem eksperymentów Manna, a jego ukoronowaniem jest obecnie przez niego wykorzystywany (i ustawicznie rozbudowywany) WearComp 7.

Zastosowanie włókien i tkanin przewodzących nie tylko zapewnia trwałość połączeń, lecz umożliwia stworzenie wielowarstwowej struktury komunikacyjnej pomiędzy urządzeniami wejściowymi i wyjściowymi. Synestetyczna bliskość urządzenia w stosunku do ciała jest obecnie traktowana poważnie m. in. przez przemysł medyczny, a opracowany przez Manna model VibraVest może służyć jako wizualna proteza dla osób niewidomych. To niezwykłe "narzędzie samo-określenia i kształtowania przestrzeni osobistej" ma funkcjonować w założeniu jako radar, informując użytkownika o położeniu obiektów i rozwiązując tym samym problem przeładowania informacyjnego. Wearable computing może także wpłynąć na perspektywy rozwoju standardowych aplikacji (edytory, programy komunikacyjne itp.). Z komputera i szeroko rozumianych urządzeń peryferyjnych będą mogły korzystać osoby pracujące "w terenie" - policjanci i strażacy, dziennikarze i prawnicy, a nawet wiejscy lekarze i uczestnicy wyścigów kolarskich.
WearComp 7 jest wyposażony w cały zestaw urządzeń radiowo-komputerowych i posiada znacznie większe możliwości niż większość domowych systemów multimedialnych. Zainstalowana kamera rejestruje obraz, który może zostać przesłany drogą radiową na stronę WWW lub do dowolnie wybranego terminalu. Spacerując po nieznanej okolicy, Mann łączy się co jakiś czas ze swoją stroną WWW i zachowuje na niej sekwencje obrazów, które ułatwiają mu później odnalezienie drogi powrotnej. Krewni i znajomi Manna są zatem w stanie kontaktować się z nim w każdej chwili, dzieląc się tym samym szczególnym rodzajem "wizualnej pamięci". Jeszcze inne możliwości orientacyjne zapewniają systemy wearable computing umieszczone w obuwiu. Mark Weiser z Xerox PARC mówi, że skomputeryzowane buty rozwiążą, typowy dla wielkich supermarketów, problem związany z poszukiwaniem konkretnego towaru i będą nam przekazywać wszelkie istotne dane topograficzne. Pierwsze eksperymenty z wykorzystaniem inteligentnego obuwia rozpoczęły się zresztą już w latach 70-tych. Grupa amerykańskich naukowców, znana pod zbiorowym pseudonimem Eudaemons, badała w dość szczególny sposób problemy fizycznego modelowania zjawisk chaotycznych: podczas gry w ruletkę jedna osoba obserwowała wynik i wprowadzała dane przez stukanie podeszwami, a kolejne osoby analizowały otrzymane wartości i próbowały przewidzieć dalszy rozwój gry.
Innym, nie mniej interesującym obszarem zainteresowań Steve’a Manna jest modelowanie homograficzne. Stworzona przez niego baza danych działa jako samoczynny program identyfikacyjno-porównawczy, a fotografii każdej skatalogowanej osoby zostaje przypisana wirtualna wizytówka. Co ciekawsze, napisany przez Manna algorytm oblicza w czasie rzeczywistym homografię płaszczyzny - dzięki temu, wizytówka będzie się utrzymywać nawet na osobie znajdującej się w ruchu.
Mann przewiduje, że zastosowanie inteligentnych ubrań na większą skalę może wpłynąć dodatnio na rozwój stosunków interpersonalnych - przesyłanie danych (tekst, głos, wideo itd.) w osobistych sieciach lokalnych da nam szansę obiektywizacji naszych poglądów. Będziemy w stanie patrzeć na znajome osoby i rzeczy w nowy sposób, widząc je jednocześnie z własnej i obcej perspektywy. Stworzenie sieci użytkowników wearable computing ma być, jak uważa Mann, alternatywnym rozwiązaniem w stosunku do post-orwellowskiej rzeczywistości rządowych kamer i systemów ochronnych. Przekazanie sygnału zagrożenia przez Internet ma pobudzić do działania znajdujących się w pobliżu współużytkowników Sieci. Każdy z nich będzie miał przed sobą rodzaj wirtualnej mapy terenu z naniesionymi koordynantami (odnoszącymi się np. do bicia serca i szybkości kroków) pozostałych stacji nadawczych.
Obawa przed uzależnieniem od wearable computing jest, zdaniem zespołu badawczego MIT, nieuzasadniona. Niegdyś utrzymywano przecież, że kieszonkowe kalkulatory spowodują atrofię naszych mózgów, ale "uwalniając się od przyziemnych czynności, związanych z obliczeniami arytmetycznymi czy ręcznym wpisywaniem instrukcji komputerowych, jesteśmy w stanie myśleć na wyższych poziomie".
Stosunek przemysłu do tego fascynującego zjawiska kultury technologicznej jest, jak na razie, dosyć ostrożny. Być może, należy to kojarzyć z obawami przed zorganizowaną przestępczością komputerową, dysponującą ogólnie dostępnymi - a w dodatku "niewidocznymi" narzędziami informacyjnego sabotażu. Z całą pewnością decydują też o tym wieloletnie standardy pracy, uprzedzenia, lęk przed "cyborgizacją" itd. Jędnoręczne klawiatury akordowe (np. Twiddler firmy Handy Key Corp) zakładają odejście od standardu QWERTY, a dwudniowy trening pozwala nam pisać w dowolnych warunkach z szybkością 10 słów na minutę.
Właściwie nie ma się nad czym zastanawiać. Wearable computing jest jak najbardziej pożądany, o ile tylko nie trafi w ręce różnorakiej maści totalitarystów i nie ulegnie przemianie w obowiązkowy mundurek (o czym ukradkiem wspomina Steve Mann). Pozostaje nam zatem przestudiować dokładnie dokumentację któregoś z systemów, skompletować części, chwycić za lutownicę i....do dzieła!

WEARABLE COMPUTING NA STRONACH WWW

http://www.wearcam.org
Strona Steve’a Manna, całkowicie klasyczna i niezbędna. Tu, na koszmarnie długich i ozdobionych gigantycznymi plikami graficznymi stronach, możemy odnaleźć wszystkie ważne informacje na temat wearable computing.

CARNEGIE MELLON UNIVERSITY - WEARABLE COMPUTER SYSTEMS
Prezentacja prototypów urządzeń budowanych na uniwersytecie Carnegie Mellon, np. VuMana i kolejnych modeli z serii TIA (były demonstrowane w Bośni jako urządzenia translacyjne).

THE BRAIN MASTER HOME PAGE
Tanie i efektywne elektroencefalografy, zapisujące i analizujące przebiegi fal mózgowych, mogą stać się w przyszłości globalnymi gadżetami nie tylko dla psychobiologów. Jak dotąd, idea MCS (mind controlled systems - systemów sterowanych umysłem) nie jest szczególnie rozpowszechniona wśród społeczności naukowej, lecz możliwości rozwojowe tej technologii są dla nas niewyobrażalne.

UNIVERSITY OF OREGON - COMPUTER AND INFORMATION SCIENCE
Prace naukowe, materiały z sympozjów i teksty. Część w formacie PostScript, część HTML.

WEARABLE COMPUTING GROUP
Kilka tekstów, m.in. "Ocena osobistych przestrzeni informacyjnych".

THE MIT WEARABLE COMPUTING PAGE
Jedna z bardziej kompletnych i imponujących stron poświęconych tematowi. Z aktualności - materiały o VRAIS 98 (Virtual Reality Annual International Symposium), kalendarium wearable computingu (rozpoczyna się od 1268 roku, kiedy to po raz pierwszy wspomniano o okularach), FAQ, specyfikacje i opisy LIZZY, systemu zbudowanego w MIT, teksty, linki, informacje o hardwarze i softwarze (większość na Linuxa, trochę na W95/NT)

COLUMBIA UNIVERSITY COMPUTER GRAPHICS AND UI LAB
Opisy projektów związanych z wirtualnymi światami i "rzeczywistością rozszerzoną" (augmented reality). Warto zwrócić uwagę na system Karma, będący czymś w rodzaju wirtualnej instrukcji obsługi do kserokopiarki oraz przeznaczony dla architektów i budowniczych system Architectural Anatomy (wirtualne obrazy elementów strukturalnych budowli nakładają się na obrazy rzeczywiste).

GEORGIA TECH RESEARCH INSTITUTE
Archiwum informacji, m. in materiały filmowe (Quicktime, Vivo Active)

WET PC
Australijski system podwodny. Niezwykle wolne połączenie.

HACKMAN 0.4 WEARABLE COMP
Opisy i instrukcje dotyczące samodzielnej budowy osobistego systemu Hackman.

NOMADIC RESEARCH LABS

THE TURBO TORTOISE

XYBERNAUT CORPORATION

HANDYKEY CORPORATION

PHOENIX GROUP

WEARABLE COMPUTING RESOURCE PAGE