Internet rzeczy codziennych

Idee, które stały się fundamentem Internetu, prowadzą teraz do nowej sieci - sieci urządzeń codziennego użytku, zwanej Internet-0

Neil Gershenfeld, Raffi Krikorian i Danny Cohen

Mniej więcej sto lat temu w Barcelonie Antoni Gaudí zainicjował w architekturze styl, który doskonale łączył funkcję i formę. Ekspresyjne łuki jego budowli nie tylko zdobiły, ale również przenosiły obciążenia. Niestety, podejście to dotychczas nie znalazło odpowiednika w elektrycznej infrastrukturze budynków.

Przełączniki, gniazdka i termostaty pojawiają się w projektach na szarym końcu, a o ich przeznaczeniu decydują ukryte pod tynkiem kable. Wszelkie urządzenia elektryczne i komputery to w zasadzie niechciani intruzi. Nie ma między nimi żadnej komunikacji, o czym łatwo się przekonać, obserwując o różnych porach dnia wyposażenie jakiegokolwiek biura czy mieszkania.

Ma to zaskakująco poważne konsekwencje dla ekonomiki budowania, oszczędzania energii, formy architektonicznej, a w rezultacie jakości życia. W Stanach Zjednoczonych rynek budowlany szacuje się na 1 bilion dolarów. Co roku miliardy z tej sumy przeznacza się na projektowanie instalacji elektrycznych, a następnie wykonawstwo, naprawy i modyfikacje. Przez lata w niezliczonych projektach "inteligentnych domów" projektanci poszukiwali nowych zastosowań inteligentnej infrastruktury - ignorując istniejące już ogromne zapotrzebowanie na urządzenia, które użytkownicy mogliby sami programować, nieograniczeni parametrami narzuconymi podczas budowy.

Każdy jednak wysiłek, by temu zaradzić, spełznie na niczym, jeżeli okaże się, że do zainstalowania żarówki konieczna będzie pomoc specjalisty od sieci komputerowych, a jej eksploatacja wymagać będzie korzystania z usług firmy informatycznej. Współpraca urządzeń wcale nie wiąże wiąże się z przesyłaniem gigabitów na sekundę ani gromadzenia gigabajtów danych, a raczej z drastycznym obniżeniem kosztów i uproszczeniem instalacji oraz konfigurowania sieci.
Opracowano już mnóstwo standardów, które miały umożliwić współpracę urządzeń gospodarstwa domowego, na przykład X10, LonWorks, CEBus, BACnet, ZigBee, Bluetooth, IrDA i HomePlug. W rezultacie mamy sytuację jak w latach sześćdziesiątych, kiedy powstawał Arpanet - poprzednik Internetu. Istniało wtedy wiele różnych typów sieci komputerowych i trzeba było wyspecjalizowanych urządzeń, aby sprząc te niekompatybilne wyspy.

Rozwiązanie, które pozwoliło zbudować globalną sieć z różnorodnych sieci lokalnych, opierało się na dwóch wielkich ideach. Pierwszą była transmisja pakietowa: dane dzieli się na pakiety, które podróżują niezależnie od siebie, aby ponownie utworzyć całość po dotarciu do celu. Technika ta okazała się przełomem w porównaniu ze stosowaną w tradycyjnych sieciach telefonicznych, w których istotą jest przyporządkowanie każdemu połączeniu statycznego obwodu. Drugą ideę można krótko nazwać "koniec z końcem" - funkcjonowanie sieci powinno zależeć od łączonych obiektów, a nie od jej wewnętrznej struktury. Koncepcję tę ucieleśnia tzw. Internet Protocol (IP). Stopniowo Internet się rozpowszechnił, umożliwiając równie łatwy dostęp z komputera do sklepu internetowego, jak i korzystanie z interaktywnego kina. Każdą z tych usług charakteryzuje inny typ przesyłanych w postaci pakietów danych, nie wymaga to jednak ani zmiany architektury sieci, ani obsługującego ją oprogramowania.

Zasady te pozwoliły rozwijać się Internetowi przez trzy dziesięciolecia. W tym czasie jego zasięg i wydajność zwiększyły się o siedem rzędów wielkości - od 64 węzłów połączonych Arpanetem do przeszło 200 mln zarejestrowanych dziś komputerów. Reguły gwarantują łatwy dostęp do struktury systemu i - co bardzo ważne - nie zawierają szczegółowych wymagań co do wydajności. Dzięki wielkiemu wysiłkowi i dyscyplinie zależne od technologii parametry udało utrzymać się poza specyfikacją techniczną, a więc postęp w dziedzinie sprzętu nie wymusza rewizji podstawowej architektury Internetu.

Przyjazne przestrzenie
Opierając się na takich samych ideach, jak w przypadku odmiennych sieci, można by teraz połączyć różne urządzenia. Rozszerzenie Internetu tak, aby sięgał on pojedynczej żarówki, wymaga dostrzeżenia różnic i podobieństw między żarówkami a serwerami, dla których pierwotnie stworzono Internet.
Mieliśmy już okazję zmierzyć się z zadaniem wplecenia Internetu w fizyczną infrastrukturę, uczestnicząc w przedsięwzięciach w różnych zakątkach świata. Jednym z nich, realizowanym w ramach prezentacji technologii przyszłości związanych z obchodami milenijnymi pod patronatem Białego Domu i Smithsonian Institution, była inteligentna półka łazienkowa na leki. Potrafiła ona przypominać pacjentom, że mają zażyć lekarstwo, informować farmaceutę o konieczności dostarczenia nowej porcji, ułatwiała więc lekarzowi nadzorowanie terapii. System tego typu niewątpliwie mógłby być elementem opieki zdrowotnej.

Z kolei w nowojorskim Museum of Modern Art w roku 1999 do przekazywania zwiedzającym informacji na temat ekspozycji wykorzystaliśmy umeblowanie galerii. Celem było uniknięcie wprowadzenia do wnętrza standardowych interfejsów komputerowych, obcych w tego rodzaju miejscach. Podczas uroczystego otwarcia jeden z odwiedzających zachwycił się, że w muzeum nie ma tak nielubianych przez niego komputerów - nie zdawał sobie najwyraźniej sprawy, że w meblach ukryliśmy 17 podłączonych do Internetu maszyn, współpracujących z setkami mikroprocesorów obsługujących czujniki.

Potem, w roku 2001, przyszła kolej na budynek prezentowany w ramach wystawy "Media House" w Barcelonie. Elementy nośne tej konstrukcji mieściły również infrastrukturę elektryczną i informatyczną. Źródła światła i przełączniki były wyposażone w procesory, które umożliwiały ich współpracę, a także interakcję z innymi komputerami sieci. Przypisanie punktów świetlnych do przełączników można było zmieniać na bieżąco.

W uroczystym otwarciu "Media House" uczestniczył jeden z liderów projektu szybkiego Internetu (tzw. Internetu-2). Wciąż się dopytywał, z jaką szybkością można przesyłać dane w budynku. Ktoś dowcipnie odpowiedział, że żarówki nie będą oglądać filmów za pośrednictwem łączy szerokopasmowych i że sieć scalająca urządzenia powszechnego użytku to raczej nie Internet-2, ale Internet-0. I ta nazwa się przyjęła.