«Красота требует жертв. Но все чаще она требует денег. Очень много денег».
(из истории болезни)
Гаджеты, они сегодня как женщины. Они привлекательны, они элегантны, они желанны почти для всех, их появления ожидают с нетерпением, переходящим в драки, и, главное, они везде. Гаджетофобы тоже встречаются – куда же без них — но круг их невелик. Что же касается самих женщин, то, похоже, конвергенция их с гаджетами незаметно произошла уже давно и безвозвратно. И теперь абсолютно везде вы можете встретить тех, кто занят исключительно своим смартфоном. Производители последних желали бы повторить успех на новом витке развития гаджетов. Например, в сфере электронных часов и фитнес-браслетов, но пока, однако, этого не случилось, по-видимому, из-за ограниченной потребности в таких устройствах. Ну что же, еще не все потеряно. Ниже посмотрим, что же сегодня с развитием Интернета вещей (IoT) нам предлагает рынок современных гаджетов.
Носимые поверх
Развитие так называемого «Интернета вещей», о котором нам уже несколько лет вещают из тех же гаджетов, обещает новую жизнь целым классам носимой электроники, начиная хотя бы с одежды. Собственно, термин «носимая электроника» (wearable electronics) возник около десяти лет назад, хотя устройства данного класса существовали достаточно давно. Первыми из них устройств стали наручные электронные часы. Следующим стало появление мобильного телефона, а вслед за ним — мультимедийного плеера. Сегодня к данному классу техники относятся все электронные устройства, носимые пользователем на себе или встроенными в одежду, другие аксессуары: перчатки, обувь, головные уборы, украшения.
Наиболее простой разновидностью wearable electronics является «умная» ткань или одежда (smart fabrics). Взять хотя бы из самого простого разгрузочную жилетку для гаджетов от американской компании ScotteVest, где предусмотрено не только множество карманов, но и запатентованные внутренние пространства для проводов и кабелей. Похоже, эти патенты уже не принесут владельцам прибыли. Более изощренные решения со встроенными в одежду датчиками для самых различных целей от медицинских до спортивных и от мониторинговых до охранных тоже есть, причем уже более 10 лет, но они, как правило, имеют узкую специализацию и, как следствие, заметное увеличение массогабаритных показателей одежды.
Конструирование одежды, интегрированной с электроникой для управления гаджетами или взаимодействием с ними – еще одно направление моды. При повышении уровня интеграции и миниатюризации электронных узлов можно получить полностью интегрированную в одежду электронную систему, включая электронные модули, межмодульные соединения, датчики, интерфейсы ввода данных и всевозможные индикаторы. В ряде случаев в одежду могут быть встроены источники питания. Это второе поколение smart fabrics, имеющее более высокий уровень интеграции и даже свой термин SFIT (Smart Fabric and Interactive Textile). Ее широкому распространению мешает лишь пока еще узкая ниша применения и отсутствие общепринятых стандартов. С другой стороны, современная электроника слишком быстро совершенствуется, чтобы за ней успевали какие-то стандарты как моды, так и техники.
Одной из сфер применения smart fabrics является обеспечение личной безопасности человека. Это и просто подача сигнала SOS, и даже туфли c вмонтированным электрошокером, приводимым в действие тревожной кнопкой на пульте дистанционного управления, спрятанном в ожерелье. Есть еще бейсбольная кепка со встроенным видеорегистратором или очки с видеокамерой.
Возимые вокруг
Сложно сказать, можно ли отнести к носимой электронике «умные» автомобили, но в последнее время они стремительно превращаются в мобильные гаджеты, в которые оказываются встроенными теперь их пользователи и которые требуют соответствующей защиты. Каждое следующее поколение автомобилей демонстрирует все большую интегрированность технологий, в том числе для удаленной диагностики, телематики, самоуправляемости и разнообразного информационного обмена (инфотейнмента).
Большое количество сторонних приложений, сложность самих систем и постоянно растущий объем обновлений сегодня затрудняют качественную проверку автомобильных систем на наличие киберугроз, а также программных и архитектурных ошибок. Теперь они готовы защищать своих владельцев, и, в частности, в рамках форума New Mobility World / IAA 2017 во Франкфурте «Лаборатория Касперского» и компания AVL представили прототип модуля безопасного соединения (Secure Communication Unit – SCU) для таких автомобилей. При всем своем удобстве современные автомобили остаются потенциально уязвимы для злоумышленников, и безопасный и защищенный SCU-модуль станет единой точкой входа/выхода всех подключений и коммуникаций автомобильных систем.
Стоит напомнить, что сегодня «умные» автомобили — это отнюдь не только смесь транспорта, робота и искусственного интеллекта, как это отражается в массовом сознании будущих потребителей. Фактически же «умными» автомобили подразделяются на: автономные (самоуправляемые) и полуавтономные; обладающие продвинутой бортовой системой навигации и инфотейнмента; экологически чистые электромобили и автомобили с альтернативными системами питания; эксклюзивные или уникальные представители мира автомобилей, созданные с определенной целью.
Почти как одежда
Все чаще под «умными» автомобилями подразумеваются именно автомобили, которым не нужен водитель, разработки Google, обладающие собственным набором датчиков для перемещения по дорогам, не оснащенные рулем и педалями и обещающие произвести революцию в мире дорожных путешествий. В конце концов, автомобиль, с которым можно поговорить (с помощью приложения Siri, например), тоже можно назвать «умным». Впрочем, управлять автомобилем с помощью wearable electronics, очевидно, тоже будет можно.
Источник #1, Источник #2, Источник #3
Чтобы электронные схемы и проводники можно было встраивать в одежду или различные приборы, надеваемые на тело, они должны быть не только гибкими, но и очень эластичными. Технологии «электронной ткани» и «гибкой электроники» (flexible electronics) взаимосвязаны не только друг с другом, но и с теми же «умными» автомобилями. Они подразумевают создание новых материалов и методов для производства электронных схем на гибких подложках.
Для встраивания в структуру ткани (одежды или сидения) требуется гибкая клавиатура, гибкий дисплей, гибкие датчики давления и температуры. Все это сегодня уже имеет место быть.
Марширующие вместе
Тенденция встраивания различных полезных устройств добралась даже до домашних тапочек, из которых, к примеру, можно сделать пылесос. Для этого в их подошвах размешаются сопла пылезаборников, контейнеры для пыли, источник питания и электродвигатель с миниатюрной воздушной турбинкой. Возможно, чтобы поддерживать чистоту в казарме, аналогичное устройство можно встроить и в сапоги.
Электронные носимые системы навигации обеспечивают определение координат владельца на местности и помогают выбрать правильный маршрут при движении, а также обеспечивают передачу координат для оказания экстренной помощи в опасных ситуациях. Часто они используются и в военных целях. Несколько лет назад компанией Honeywell была представлена серия магниторезистивных датчиков, на базе которых реализуются миниатюрные навигационные модули с GPS-приемником, размещенные в поясе. Специальный алгоритм учитывает любые движения человека: ходьбу, бег, смещение боковое, ползание, движение задним ходом, даже топтание на месте. Автоматический компас определяет положение тела оператора — стоит он или лежит. Низкое энергопотребление позволяет носить устройство постоянно включенным. Барометрический высотомер определяет номер этажа при движении объекта внутри здания. Программное обеспечение может модифицироваться дистанционно. Для модуля не требуется подключение дополнительных датчиков движения, которые крепятся, например, на ноги. Без всего этого современный солдат может чувствовать себя совсем незащищенным.
Первая интегрированная боевая солдатская система Land Warrior появилась более пятнадцати лет назад. Она включала в себя встроенный в униформу компьютер, а также рации, системы управляемого оружия. Окологлазный микродисплей (почти как у Терминатора) встраивается в шлем, а система навигации — в пояс и ботинки. Все эти устройства связаны между собой каналами связи. С их помощью солдат может передавать голосовые и цифровые данные, команды, изображения, как другим членам своего подразделения, так и командирам подразделений.
Появляются новые типы нательной «умной одежды» для военнослужащих (smart shirt), которая содержит систему датчиков для мониторинга состояния и положения: локальной температуры тела, ЭКГ, пульса, наличия ранений или ожогов, целостности одежды. Нательная рубашка пронизана оптоволоконными нитями, которые позволяют, в частности, косвенно контролировать целостность кожного покрова, поскольку при проникающих ранениях нарушается локальная проводимость сети. Определяется положение зон поражения на теле пулей или осколками и тип ранения. В ту же одежду встраиваются микрошприцы с электронным управлением от автономного носимого компьютера или с терминала командира подразделения для введения антишоковых препаратов или противоядий. Активация шприцев может осуществляться как по инициативе самого бойца, так и по команде из блока носимой электроники или же по радиоканалу из командного терминала на основании показаний датчиков при потере бойцом сознания (например, после ранения или в результате контузии). «Умная одежда» также может быть совмещена с бронежилетом. При этом защитная одежда содержит армированные силовые элементы и интегрированные датчики пульса, температуры, а также механических повреждений текстильной «брони».
В какой-то мере к электронной одежде можно отнести и экзоскелеты для военных и людей с ограниченными возможностями, которые удачно дополняют и заменяют недостаточные возможности человека.
Впрочем, носимая электроника – лишь этап перехода к электронике, встраиваемой в человеческое тело, которое станет электронным. Сможем ли мы действительно управлять приборами силой мысли? Не превратимся ли в придатки машин? Сегодня об этом спорят инженеры и философы, дизайнеры и врачи, специалисты по безопасности и педагоги.
И мы тоже скоро вернемся к этой теме.
Автор публикации:
Александр ГОЛЫШКО, системный аналитик ГК «Техносерв»